1. Электрические тормоза на базе машин постоянного тока (мпт)

Электрические тормоза представляют собой электрические машины в балансирном исполнении (как правило), вал которых соединён с валом испытуемого ДВС. Механическая энергия двигателя в таких тормозах преобразуется в электрическую.

Естественная и внешняя скоростные характеристики (ЕСХ и ВСХ) МПТ: условия снятия, ограничения, зависимости тормозного момента (Мт) и поглощаемой мощности (Nт) от частоты вращения (n).

Сравните ЕСХ и ВСХ МПТ с точки зрения согласования характеристик ДВС и тормоза. В каком случае возможно получение ВСХ МПТ? Номинальная и максимальная частота вращения МПТ.

Зоны регулирования МПТ: Способ регулирования МПТ в каждой зоне? Одно- и двухзонные МПТ с точки зрения соответствия их характеристик характеристике ДВС и с точки зрения качества регулирования.

МПТ может регулироваться 2мя путями: 1. Изменением внешней нагрузки при max возбуждении (Ф = Ф_max), что соответствует М_тmax, величина которого ограничивается max током якоря I_яmax.

2. при n > n_ном регулирование возможно только при сохранение N_Tmax = const, что возможно с уменьшением M_T за счёт уменьшения Ф (что достигается уменьшением тока возбуждения в ОВ). Эта зона регулирования называется искусственной, а МПТ, работающими по такой схеме, называется двухзонными (в отличие от однозонной, когда n < n_ном). Во 2й зоне ухудшается качество регулирования.

2. Измерение массового расхода топлива. Расходомер фирмы AVL

Принципиальная схема, основные элементы и принцип работы. Принцип измерения: что задаётся и что является мерой расхода? Чем (каким датчиком) измеряется мера? В чём его преимущества и недостатки?

В расходометрах этого типа используются принцип измерения массы израсходованного топлива за заданное время.

Задача сводится к взвешиванию массы израсходованного топлива.

В расходометре AVL взвешивание производится ёмкостным методом. Расходометр включает в себя: 1. коромысло, 2. балансир, 3.оттяжная пружина, 4.платформа, 5. мерная ёмкость, 6. ёмкостной датчик, 7. усилитель, 8. блок управления, 9. блок вычисления и индикации, 10. индикатор, 11. усилитель мощности, 12,13. электромагнитные клапана, 14. бак, 15. линия возврата топлива в мерную ёмкость после его обработки, 16. гидравлический демпфер.

Какие функции выполняет цепь управления?

0. Управляет процессом исходного заполнения ёмкости. 1. Перекрывает долив топлива при замере. 2. Управляет уровнем топлива в мерной ёмкости при штатной работе двигателя без измерения G_т, поддерживая примерно постоянный уровень. 3. Включает секундомер и реле времени в момент прохождения мерной ёмкости заданного уровня после команды «замер». 4. Фиксирует исходный уровень H₀ в момент начала измерения. 5. Фиксирует конечный уровень сигнала Н_ки в момент включения секундомера. 6. Осуществляется вычислительное опережение.

Режимы работы расходомера. Диаграмма работы. Основная погрешность. Может ли данная схема использоваться для непрерывного измерения расхода? Чем определяются динамические свойства данного расходомера?

1. При отсутствии топлива балансир поднимает мерную ёмкость платформой на максимальную высоту. Сигнал разбаланса от датчика через УС и БУ поступает на ЭМК, который включает долив топлива. Происходит заполнение мерной ёмкости до уровня, превышающего т.н. «исходный уровень» Н₀. Мерная ёмкость опускается, и датчик выдаёт сигнал на долива. 2. Если ДВС не работает, то уровень сохраняется постоянным. 3. После пуска ДВС и его работа на УР расходомер работает как астатический регулятор уровня топлива. Расход топлива приводит к повышению Н, что вызывает сигнал разбаланса датчика и через БУ выдаётся команда на открытие ЭМК. Уровень поддерживается независимо от расхода топлива, но с увеличением расхода топлива увеличивается частота срабатывания клапана, хотя время его открытия остаётся постоянным. 4. В режиме «измерение»: блокируется ЭМК и долив прекращается. В момент прохождения «исходного уровня» Н₀ включается секундомер и реле времени. Сигнал уровня поступает на блок вычисления и индикации. Мерная ёмкость начинает подниматься, причём, темп подъёма прямо пропорционален расходу топлива. По истечению заданного времени секундомер выключается, и результат измерения подаётся на БВИ, где индицируется результат измерения. 5. После окончания измерения БУ выдаёт команду на ЭМК, и начинается фаза долива топлива.

Статическая погрешность δ = 0,3%.

Эта система позволяет непрерывно измерять количество расходуемого топлива в пределах массы топлива, находящейся в объёме измерительной ёмкости. После дифференцирования сигнала может быть получен расход топлива. Однако динамические свойства такого расходомера ограничены массой всех его движущихся частей и упругостью элементов подвески. Практически высокая точность измерений, достигаемая при использовании данного СИ (±0,2%), возможна только при косвенном способе измерения за отрезок времени порядка 7...8 с.

3. Индицирование ДВС. Измерение заряда по величине напряжения

Ёмкость датчика. Вычисление величины заряда и вычисление величины напряжения. Чувствительность датчика по напряжению.

Выходным параметром пьезопреобразователя является напряжение U. Это связано с тем, что пластина кристалла представляет собой конденсатор с 2мя металлическими обкладками. Зная размеры пластин (А – площадь обкладок) и расстояние между ними (а) можно рассчитать напряжение на обкладках.

Соединительный кабель и его влияние на величину выходного напряжения.

В реальных условиях включение пьезопреобразователя в схему сопровождается подключенным параллельно ему (т.е. ёмкость С₀) других емкостей (соединительный кабель С_к, усилитель С_у и С_м)

Требования к соединительному кабелю (3-4).

1. Наличие экрана. 2. Увеличенное сопротивление между проводом и экраном (не менее собственного сопротивления кварца). 3. Ёмкость кабеля не должно изменяться при сотрясениях, вызванных работой двигателя. 4. На проводе не должно возникать зарядов от трения провода об изоляцию. 5. Основные характеристики кабеля не должны меняться с применением атмосферных условий.

Измерительная цепь включения пьезодатчика. Её влияние на величину выходного сигнала. Задача №18.

№ 19

1. Электрические тормоза на базе машин постоянного тока (МПТ)

Электрические тормоза представляют собой электрические машины в балансирном исполнении (как правило), вал которых соединён с валом испытуемого ДВС. Механическая энергия двигателя в таких тормозах преобразуется в электрическую.

Система “генератор-двигатель” (система Г-Д). Принципиальная схема, основные элементы.

Эта схема включает 2 МПТ с независимым возбуждением. Одна из них (МПТ-1) жестко связана с КВ ДВС и условно названа тормозом Т. Тормоз электрически связан с машинным преобразователем энергии (умформер). Последняя состоит из МПТ-2, которая условно названа генератором Г, и асинхронного двигателя (АД), валы которых соединены друг с другом муфтой. Умформер (генератор, соединенный с АД) обеспечивает преобразование 3х фазного тока в постоянный и наоборот. Автотрансформаторы АТ-1 и АТ-2 предназначены для регулирования тока возбуждения в обмотках возбуждения генератора и тормоза (ОВГ и ОВТ). Практически это осуществляется одной рукояткой, связанной с АТ-1 и АТ-2 ОВГ и ОВТ, но последовательность управления этими АТ небезразлична.

Чем обеспечивается высокая жёсткость механической характеристики МПТ в системе Г-Д?

Применение более мощных МПТ, которые при поглощении меньшей мощности имеют меньшее скольжение. Однако также МПТ имеют меньшую быстроходность, из-за увеличенной массы. Причём уменьшение приводит к уменьшению относительно сопротивления якоря. Применение САР с ООС по частоте вращения.

Как происходит рекуперация энергии? КПД рекуперации?

На стадии, когда частота вращения вала АД совпадает с его синхронной частотой вращения переменного магнитного поля 3х фазного АД, момент на его валу становится равным 0. Ввиду жёсткой характеристики Ад для увеличения его частоты вращения требуется резко увеличить М, что обусловливает малое изменение n АД при резком возрастании энергии, отдаваемой в сеть переменного тока. Для этого надо увеличить М_г (момент генератора), который зависит от силы тока якоря и возбуждения статора. Но ток якоря возрастает автоматически при повышении мощности испытуемого ДВС. КПД МПТ < КПД АД (η = 85…90%). Для 2х МПТ η ≤ 0,75. Т.е. 75% мощности испытуемого ДВС отдаётся в сеть.

Зоны регулирования МПТ в системе Г-Д.

МПТ может регулироваться двумя путями: 1. Изменением внешней нагрузки при максимальном возбуждении Ф = Ф_max, что соответствует М_{т max}. Такая работа МПТ возможна до N_т = N_{т max} (естественная зона). 2. Регулирование возможно только при сохранении N_{т max} = const, что возможно с уменьшением М_т за счёт уменьшения Ф (искусственная зона)

Зависимость скольжения МПТ от скоростного режима в 1-й и во 2-й зонах регулирования. Зависимости тока генератора, напряжения якоря МПТ и тока возбуждения тормоза от частоты вращения в различных зонах регулирования по внешней скоростной характеристике (ВСХ) МПТ.

ВСХ МПТ – зависимость М_т и N_т от n с учётом ограничений. 1. По max J_я (J_я ≤ J_{я max}), который зависит от сечения проводов и их нагрева. 2. По max N_эл ≤ N_{т max}, допускаемой по условиям нагрева МПТ (N_т ≤ N_{т max}). 3. По max U (U ≤ U_max), зависящему от электрической прочности изоляции.