Online Electric

При разработке комбинированной системы запуска дизельного двигателя тепловоза возникает необходимость расчета оптимального значения электрической емкости блока суперконденсаторов (БС). Одним из способов решения задачи расчета параметров БС является анализ переходных процессов, протекающих при запуске дизельного двигателя.

В работе представлен анализ переходных процессов (вольт-секундные и ампер-секундные характеристики), протекающих при запуске дизельного двигался только от БС [1].

На рисунке 1 и 2 представлены осциллограммы напряжения на стартере и тока БК успешной и неуспешной попытки запуска дизельнгогодвигателя маневрового тепловоза ТЭМ-2 снятые в реальных условиях.

Рисунок 1 - Осциллограммы напряжения на старетере и тока БК неуспешной попытки запуска дизельнгогодвигателя маневрового тепловоза ТЭМ-2

Анализ представленных зависимостей напряжения на зажимах стартера и тока БК от времени дает возможность с некоторыми ограничениями получить данные:

· Точка «0» на рисунке 2, соответствует моменту времени, когда произошел запуск дизельного двигателя. Наличие успешного запуска можно определить по выходу из процесса апериодического, с небольшими колебаниями, снижения напряжения, что характеризуется последующим ростом напряжения.

Рисунок 2 - Осциллограммы напряжения на старетере и тока БК успешной попытки запуска дизельнгогодвигателя маневрового тепловоза ТЭМ-2

· Область 1 на рисунке 1 и 2 связана с изменением механической нагрузки дизельного двигателя (вращение вала). Данная область может иметь большой разброс по форме, амплитуде и длительности.

· Область 2 на рисунке 1 соответствует области апериодического разряда конденсатора. Вал в этот период времени остановлен.

· Область 3 на рисунке 1 и 2 соответствует первичному броску напряжения, который обусловлен наличием электромагнитного переходного процесса с участием индуктивности стартера. При этом согласно первому закону коммутации, магнитный поток в магнитопроводе стартера (в частном случае, ток в его индуктивности), не может изменяться скачкообразно. До момента замыкания цепи пуска этот ток был равен нулю. Из чего следует, что ток равен нулю и в первый момент времени после замыкания цепи. Малые внутренние активные сопротивления не приведут к значимым падениям напряжения (из-за малого тока), и практически вся величина начального напряжения (численно равного ЭДС самоиндукции) будет приложена к индуктивности стартера. Так как индуктивность стартера не является сосредоточенным отдельным элементом, то на клеммах стартера наблюдается сумма ЭДС якоря стартера и ЭДС самоиндукции индуктивности обмотки возбуждения.

В результате анализа переходных процессов, протекающих при запуске, выделено три характерных временных интервала, которые будут использованы при расчете элементов схемы замещения цепи запуска дизельного двигателя.

Список литературы

1. Макаров С.В., Гурова Е.Г., Мятеж А.В., Яковлева К.Е., Бахвалова А.В., Баринова Е.А., Стрельникова Д.М., Батрутдинов С.Ф., Дымов И.С. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ МАНЕВРОВОГО ТЕПЛОВОЗА/ С.В. Макаров, Е. Г. Гурова, А.В. Мятеж, К.Е. Яковлева, Е.А. Баринова,Д.М. Дмитрушина, С.Ф. Батрутдинов, И.С. Дымов // В МИРЕ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ. - 2013. - № 6.1. - с. 272-288.

2. Тепловозы ТЭМ1 и ТЭМ 2 - Москва. - издательство «Транспорт», 1972. – 256 с.