Лекция 4. Система генерирования. Генераторные установки. Часть 1

Способ заряда при постоянном напряжении отличается простотой, так как дня поддержания необходимого режима заряда не нужны регулирующие уст­ройств. Зарядное напряжение на каждый аккумулятор должно составлять 2,4 -2,5 В, следовательно, зарядное напряжение для 6-вольтовой батареи должно быть 7,2-7,5 В, а для 12-вольтовых - 14,4-15,0 В. Сила зарядного то­ка для каждой батареи устанавливается автоматически. В процессе заряда с увеличением ЭДС батареи сила тока уменьшается и к концу заряда практиче­ски понижается почти до нуля. Батарею можно зарядить до 90 - 95% от номинальной емкости.

Большая продолжительность заряда, необходимость постоянного контроля и регулирования зарядного тока, повышенный расход электроэнергии на электро­лиз воды, повышение температуры в конце заряда, отрицательное влияние перезаряда и высокой температуры на состояние электродов являются недо­статками способа заряда батарей при постоянной силе тока, которых можно хотя бы частично избежать при других способах заряда.

2) Заряд при постоянном напряжении. При этом способе заряда аккумуляторные батареи подключают непо­средственно к источнику питания, на­пряжение которого поддерживается постоянным (рис. 3.13). По мере заряда ЭДС и напряжение на выводах акку­муляторов возрастают и зарядный ток уменьшается. В начальный момент си­ла тока заряда зависит от степени разряженности батареи, температуры электролита, величины выходного на­пряжения зарядного устройства и мо­жет достигать (1-1,5)С₂₀ А.

Рис. 3.13. Заряд аккумуляторных батарей при постоянном напряжении:

а - схема подключения батарей к зарядному устройству; б - характеристики заряда.

Выбор оптимального значения за­рядного напряжения зависит от темпе­ратуры электролита и технического со­стояния батареи. Чем выше зарядное напряжение, тем интенсивнее заряд, но больше газовыделение и влияние других побочных факторов. При данном способе заряда возможен перегрев батареи вследствие большой силы тока в начале заряда. Заряд при постоянном напряжении затрудняется в условиях низких температур, так как резко возрастает внутреннее сопротивление батареи.

Частным случаем заряда при постоянном напряжении является заряд по за­кону «ампер-часов», при. котором аккумуляторная батарея заряжается током силой, численно равной 95% емкости, которую надо сообщить батарее при последующем заряде. Сила зарядного тока при таком условии снижается. Процесс заряда будет форсированным, но с наименьшими потерями энергии, без перегрева электролита и обильного газообразования. Заряд по закону «ампер-часов» позволяет обеспечить полный заряд батареи за 4-4,5 ч, а до 90% номинальной емкости батарея заряжается за 2,5 ч.

При постоянстве напряжения подзаряжаются батареи на автомобилях. Так как полный заряд батарей в этом случае невозможен, рекомендуется периодически снимать батарею с машины и проводить полный заряд при постоянной силе тока в стационарных условиях.

3) Модифицированный заряд. Целью модифицированного заряда является снижение силы тока в начальный период заряда и уменьшение влияния колебаний напряжения в зарядной сети на зарядный ток. В цепь заряда включается не­большой резистор. Напряжение зарядной сети поддерживается постоянным в пределах от 2,5 до 3,0 В на каждый аккумулятор. Оптимальное для свинцовых аккумуляторов напряжение 2,6 В обеспечивает заряд примерно за 8 ч.

4) Форсированный заряд. Для быстрого восстановления работоспособности сильно разряженной аккумуляторной батареи проводят форсированный заряд током силой численно равной 0,7C₂₀ А. Время форсированного заряда должно быть тем меньше, чем больше сила тока заряда (30 мин при силе тока 0,7С₂₀ А, 45 мин при токе 0,5С₂₀ А и 90 мин при токе 0,3С₂₀ А). При повышении температуры электролита свыше 40°С заряд прекращается. Применять форсированный заряд можно только в исключительных случаях, так как многократное по­вторение такого способа заряда заметно сокращает срок службы аккуму­ляторной батареи.

5) Уравнительный заряд. При проведении уравнительного заряда токами меньшими 0,1C₂₀ A обеспечивается выравниваниеплотности электролита и степени заряженности отдельных аккумуляторов батареи, восстановление активных масс на электродах, нейтрализация действия глубоких разрядов на отрицатель­ный электрод. Уравнительный заряд обычно используется для устранения воз­можной сульфатации электродов и заканчивается через три часа после устано­вления постоянства плотности электролита.

6) Постоянный подзаряд малыми токами. Ток заряда силой 0,025 - 0,1 А выби­рается из условия компенсации теряемой батареей емкости при саморазряде. Подзаряд может осуществляться при постоянной силе тока или при постоянном напряжении как на транспортном средстве, так и в помещениях для хранения батарей. Непрерывный подзаряд позволяет поддерживать батарею в заряжен­ном состоянии, однако одновременно ускоряет процесс коррозии решеток поло­жительных электродов. На подзаряд малыми токами следует устанавливать только исправные и полностью заряженные батареи.

7) Контрольно-тренировочный цикл. Для батарей, залитых электролитом, конт­рольно-тренировочные циклы проводятся один раз в год и в тех случаях, когда нужно оценить пригодность батареи для дальнейшей эксплуатации. По резуль­татам контрольно-тренировочного цикла судят о техническом состоянии бата­реи, выявляют неисправные аккумуляторы в батарее, оценивают её возможно­сти по отдаче емкости.

Контрольно-тренировочный цикл включает в себя заряд батареи током силой 0,1 С₂₀ А до напряжения 2,4 В на каждом аккумуляторе, дальнейший полный за­ряд батареи током 0,05С₂₀ А, затем разряд постоянным током силой 0,05С₂₀ А до конечного разрядного напряжения на аккумуляторе 1,75 В.

Емкость, отданная при разряде батареи в контрольно-тренировочном цикле, приводится к температуре 25°С и сравнивается с номинальной. В период га­рантированного срока службы она не должна быть меньше 0,9С₂₀. Если емкость ниже 40% от номинальной, то батарея считается непригодной к эксплуатации.

Основные неисправности АКБ.

Причины неисправности	Признаки неисправности. Способы устранения
1. Аккумуляторная батарея быстро разряжается и не обеспечивает достаточной частоты вращения коленчатого вала двигателя стартером при пуске.
1.1. Длительное включение питания на сто­янках при неработающем двигателе или ма­лой частоте вращения коленчатого вала. Продолжительное включение фар головного освещения, отопителя, обогревателей и других потребителей большой мощности.   1.2. Ускоренный саморазряд вследствие утечки тока при замыкании выводов батареи грязью или электролитом по поверхности крышек. Причины неисправности	По возможности ограничить количество включенных потребителей, время включе­ния потребителей электроэнергии, если их суммарная мощность превышает мощность генераторной установки на данном режиме работы двигателя     Очистить поверхность батареи 10%-ным раствором нашатырного спирта или кальци­нированной соды     Признаки неисправности. Способы устранения
1.3. Ускоренный саморазряд вследствие утечки тока при коротком замыкании между разнополярными электродами (разрушение или «прорастание»сепараторов, образование токоведущих* мостиков по кромкам электродов и сепараторов, замыкание электродов шламом, образующимся между опорными призмами моноблоков при выпадении активной массы).   1.4. Ускоренный саморазряд батареи вслед­ствие заполнения аккумуляторов недистиллированной водой или электролитом разной плотности, а также попадания в электролит посторонних примесей.   1.5. Короткие замыкания в цепях первичной обмотки катушки зажигания, стартера, приборов освещения, сигнализации, контроля и т.п.     1.6. Сульфатация электродов (вследствие длительного хранения батареи, ее эксплуатации при низкой степени заряженности и с пониженным уровнем электролита).   Причины неисправности.	Признаки короткого замыкания: малая ЭДС аккумуляторов при нормальной плотности электролита; незначительное повышение плотности электролита и напряжения на вы­водах батареи в процессе заряда; отсутст­вие или слабое газовыделение («кипение» электролита) в конце заряда. Способы уст­ранения: заменить разрушенные сепарато­ры, удалить шлам со дна бака. Разрядить батарею током десятичасового режима до напряжения 1,1-1,2 В на аккуму­лятор. Электролит вылить, батарею про­мыть, залить в нее свежий электролит и за­рядить.   Выключить все потребители и проводом от "массы" коснуться отрицательного вывода батареи. Наличие искры свидетельствует о коротком замыкании в одной из цепей.   Признаки сульфатации: высокое напряже­ние в начале заряда; преждевременное обильное газовыделение при незначитель­ном увеличении плотности электролита в процессе заряда; повышенная температура и пониженное напряжение в конце заряда; пониженные емкость и напряжение в про­цессе разряда, быстрое снижение напря­жения при его измерении нагрузочной вил­кой; белый налет на поверхностях электро­дов. Способ устранения: удалить электро­лит, залить новый электролит плотностью 1,145 г/см3, зарядить батарею током не­большой силы (до 0,05С20А), к Признаки неисправности. Способы устранения.
1.7. Окисление выводов батареи и наконечников проводов (вследствие их неплотного крепления в местах соединения).   1.8. Неисправность одного или нескольких аккумуляторов.   1.9. Неисправность генераторной установки.	Концу заря­да довести плотность электролита до нор­мы. При значительной сульфатации сдать батарею в ремонт.   Зачистить, закрепить и смазать выводы и наконечники проводов техническим вазе­лином.     Признаки неисправности: емкость неис­правного аккумулятора значительно мень­ше, чем у исправных; быстро снижается на­пряжение; ниже плотность электролита. Способ устранения: заменить батарею.   Проверить наличие зарядного тока; при не­обходимости проверить исправность генера­тора и регулятора напряжения.
2. Быстрое снижение уровня электролита.
2.1. Повреждение моноблока батареи.     2.2. Перезаряд батареи из-за повышенного зарядного напряжения.   2.3. Неплотно завернуты пробки.	Выявить трещины, по возможности устранить с помощью специального клея. Проверить исправность генераторной установки; при необходимости отрегулировать уровень напряжения. Проверить затяжку пробок.
3. Выплескивание электролита через вентиляционные отверстия в пробках
3.1. Повышенный уровень электролита в аккумуляторах. 3.2. Повышенный зарядный ток.   3.3. Отсутствие отражательной пластины в пробке. 3.4. Короткое замыкание разноименных электродов в аккумуляторе.	Довести уровень электролита до нормы. Проверить генераторную установку и отрегулировать уровень напряжения. Заменить пробку.   Сдать батарею в ремонт.
Причины неисправности.	Признаки неисправности. Способы устранения.
4. Аккумуляторная батарея не заряжается.
4.1. Обрыв в цепи генераторная установка – аккумуляторная батарея. 4.2. Разрушение активной массы электродов.   4.3. Сульфатация электродов.	Устранить неисправность.   Признаки неисправности:малая ЭДС аккумуляторов при нормальной плотности электролита; незначительное увеличение плотности электролита и напряжения на выводах батареи; отсутствие или слабое газовыделение в процессе заряда. Способ устранения: батарею сдать в ремонт. См. п. 1.6.
5. Амперметр показывает большой зарядный ток при нормальном уровне регулируемого напряжения.
5.1. Короткое замыкание разнополярных электродов в аккумуляторе.	См. п. 3.4.
6. Понижена емкость батареи.
6.1. Сульфатация электродов. 6.2. Ускоренный саморазряд. 6.3. Малая плотность электролита. 6.4. Разрушены электроды вследствие короткого замыкания или длительного перезаряда. 6.5. Пониженный уровень электролита.	См. п. 1.6. См. пп. 1.2, 1.3, 1.4. Довести плотность до нормы. См. п. 4.2.     Довести уровень электролита до нормы.

1 вопрос. Тенденции развития автомобильных генераторных установок.

2 вопрос. Принцип действия, конструкция и характеристики

генераторных установок.

Дата добавления: 2014-01-07