Электровозы. Устройство и ремонт электровозов.

Электровозы. Устройство и ремонт электровозов. » Аккумуляторы

Электровозы

по выполняемой службе электровозы разделяются на грузовые, пассажирские, маневровые, а также шахтные и специальные промышленного назначения. Наш проект - справочник по общему устройству, эксплуатации и ремонту электровозов.

Разделы справочника:

Важно:
Бригада электровоза состоит из машиниста и его помощника. Согласно Правилам технической эксплуатации (§ 250) электровозная бригада может быть прикреплена к двум односерийным электровозам, работающим по системе многих единиц, т. е. постоянно сцепленным между собой, соединённым междуэлектровозными соединениями, тормозными и питательными магистралями и управляемым из одной кабины. При этом работу двух электровозов можно рассматривать как работу одного локомотива, имеющего мощность, в два раза большую, чем мощность каждого отдельного электровоза. Машинисты электровозов назначаются из помощников машинистов, имеющих право управления электровозом.....
прочитать полностью

Аккумуляторная батарея служит источником энергии для питания цепи низкого напряжения электровоза при неработающем генераторе тока управления. Во время подготовки электровоза к работе, а также при повреждении генератора тока управления в пути аккумуляторная батарея питает электроэнергией катушки различных аппаратов, осветительные и сигнальные лампы. После включения генератора тока управления питание низковольтных цепей электровоза производится от генератора, который одновременно заряжает аккумуляторную батарею.
прочитать полностью

Партнеры:
Выполним стоимость демонтажа зданий, демонтаж сооружений недорого.
Свежие материалы:

Статистика:
Счетчик

Аккумуляторы

АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ
Аккумуляторная батарея служит источником энергии для питания цепи низкого напряжения электровоза при неработающем генераторе тока управления.
Во время подготовки электровоза к работе, а также при повреждении генератора тока управления в пути аккумуляторная батарея питает электроэнергией катушки различных аппаратов, осветительные и сигнальные лампы. После включения генератора тока управления питание низковольтных цепей электровоза производится от генератора, который одновременно заряжает аккумуляторную батарею.
Аккумуляторная батарея состоит из ряда аккумуляторных элементов, соединённых последовательно один с другим. В отличие от так называемых первичных элементов, к которым относятся гальванические элементы, преобразующие химическую энергию в электрическую, аккумуляторы представляют собой вторичные элементы, способные накапливать (аккумулировать) подведённую к ним извне при заряде электрическую энергию в виде постоянного тока и по мере надобности отдавать эту энергию также в виде постоянного тока. Следует заметить, что выражение «накапливать электрическую энергию» неправильно, и оно приведено лишь как наиболее ясно выражающее видимые результаты. В действительности в аккумуляторе происходит превращение электрической энергии в химическую с последующим ее преобразованием в электрическую.
В практике получили широкое распространение два типа аккумуляторов: кислотные (свинцовые) и щелочные (железо-никелевые и никель-кадмиевые), отличающиеся друг от друга применением разных пластин и растворов (электролитов).
На электровозах железных дорог СССР до последнего времени применялись только свинцовые аккумуляторы; с 1955 г. на некоторых электровозах устанавливаются никель-кадмиевые и железо-никелевые аккумуляторы.
В своей простейшей форме свинцовый аккумулятор представляет собой сосуд 1 (фиг. 451), наполненный раствором серной кислоты (электролитом)! В сосуд погружены две свинцовые пластины 2 и 3, называемые электродами.
Как только свинцовые пластины погружаются в раствор серной кислоты, они под действием этой кислоты покрываются тонким слоем сернокислого свинца. Происходящий при этом химический процесс можно выразить следующей формулой:
Pb + H2S04 = PbS04 + На.
свинец серная сернокислый водород кислота свинец
Если к пластинам, опущенным в электролит, приложить напряжение, то под воздействием возникшего тока отдельные частицы (молекулы) серной кислоты H2S04 разлагаются. Водородная часть молекул пойдёт к свинцовой пластине, соединённой с отрицательным полюсом (к катоду), и выделится на ней в виде тонкого слоя водорода На, который, соединяясь с кислотным остатком
S04 сернокислого свинца PbS04, образует серную кислоту H2S04; катод при этом начнёт покрываться чистым свинцом РЬ. Другая часть молекулы серной кислоты S04 под влиянием электрического тока пойдёт к свинцовой пластине, соединённой с положительным полюсом (к аноду), где при отдаче ей своего заряда вступает в химическое взаимодействие с водой Н20 электролита, отнимая у молекулы воды её водородную часть Н2. В этом случае у анода молекула серной кислоты H2S04 полностью восстанавливается, а освободившийся кислород воды окисляет поверхность положительной свинцовой пластины в перекись свинца Pb02, принимающую тёмно-коричневый цвет.
Процесс, происходящий у отрицательной пла:ти-ны (катода), можно выразить так:
PbS04 + Н2 = Pb + H2S04.
сернокислый водород свинец серная свинец кислота
Процесс, происходящий у положительной пластины (анода), выражается формулой
PbS04 + S04 + 2 H20 = РЬ02 + 2 H2S04.
сернокислый кислотный вода свинец остаток
перекись свинца
серная кислота
Таким образом, при прохождении тока анод покроется перекисью свинца и приобретёт темно коричневый цвет, а катод покроется чистым свинцом губчатого строения.
Описанный процесс происходит до тех пор, пока на пластинках будет находиться сернокислый свинец. Когда же сернокислый свинец полностью превратится в перекись свинца на аноде и в чистый свинец на катоде, то электрический ток не будет производить изменения химического состояния пластин, а будет разлагать воду электролита на её составные части. На аноде при этом начнёт выделяться кислород О, а на катоде — водород Н2.
Такое выделение газа, весьма сходное с кипением воды, носит название кипения аккумулятора. В случае появления «кипения» следует прекратить питание аккумулятора электрической энергией, так как оно показывает на окончание процесса окисления положительной пластины (анода), т. е. на окончание процесса заряда аккумулятора.
Дальнейшее питание аккумулятора энергией будет вести лишь к разложению воды, содержащейся в электролите аккумулятора, увеличению плотности его и нагреву. Механическая смесь выделяемых во время «кипения» аккумулятора водорода и кислорода представляет собой взрывчатый гремучий газ, к которому весьма опасно приближаться с огнём.
В результате заряда аккумулятора получается своего рода гальванический элемент, электроды которого (перекись свинца РЬ02 и металлический свинец РЬ) погружены в разбавленную серную кислоту. При замыкании заряженного аккумулятора на внешнюю цепь разрядный ток во внешней и внутренней цепях элемента будет иметь обратное направление по сравнению с тем, какое направление имел зарядный ток (фиг. 452).
В этом случае в аккумуляторе происходит обратный процесс, и химическая энергия вновь обращается в электрическую. Разрядный ток разложит серную кислоту H2S04 на водород Н2 и кислотный остаток S04. Водород выделится на положительной пластине, покрытой перекисью свинца Pb02. Вступая в химическое соединение с перекисью свинца РЮ2, водород отнимет от неё часть кислорода, и в результате пластина будет покрыта слоем окиси свинца РЬО.
Эта реакция может быть выражена формулой
РЬ02 + Н2 = Н20 + РЬО.
перекись водород вода окись
свинца свинца
Кислород выделится на отрицательной пластине, окислит её и образует окись свинца:
РЬ + О == РЬО.
свинец кисло- окись род свинца
Разрядный ток прекратится, когда весь запас перекиси свинца перейдёт в окись свинца и свинцовая пластина покроется слоем окиси свинца. Окись свинца вступает в реакцию с серной кислотой и постепенно образует на обоих электродах труднорастворимую сернокислую соль свинца:
РЬО + H2S04 = Н20 + PbS04.
окись свинца
серная кислота
вода сернокислый свинец
Чтобы аккумулятор вновь сделать пригодным к действию, необходимо его опять зарядить. Во время заряда процесс повторяется, как ранее указывалось, Т. е. на положительной пластине выделяется кислород О; последний, соединяясь с окисью свинца РЬО, снова даёт перекись свинца РЬОг. Отрицательная же пластина, покрываясь водородом Н2, отдаёт ему свой кислород О, образуя воду Н20 и превращаясь вновь в металлический свинец с поверхностью губчатого строения.
2. Напряжение аккумуляторов
При разомкнутой внешней цепи напряжение на зажимах аккумулятора равно его э. д. с. Электродвижущая сила аккумуляторного элемента при нормальной плотности электролита и средней его температуре равна 2,0—2,1 б независимо от размеров пластин аккумулятора. Величина э. д. с. аккумулятора тем больше, чем больше плотность электролита (фиг. 453).
Так как аккумулятор обладает внутренним сопротивлением ReH, то при токе / падение напряжения в нём равно IReH. Поэтому во время разряда аккумулятора напряжение на его зажимах U выразится формулой
Если при заряде нормально разряженного свинцового аккумулятора измерять через определённые промежутки времени напряжение на его зажимах, то можно обнаружить, что величина напряжения будет заметно изменяться.
На фиг. 454 изображены кривые изменения напряжения во время заряда и разряда свинцового аккумулятора. Как видно из кривых, напряжение одного элемента в начале заряда составляет около 1,7—1,8 в. После включения тока напряжение быстро возрастает до 2,2 в и затем почти не изменяется. Лишь к концу заряда напряжение достигает 2,4 в, а когда зарядка окончена, доходит до 2,6—2,7 в. Когда напряжение аккумулятора достигает 2,2 в, у положительной пластины начинают появляться пузырьки, а при напряжении 2,3 в пузырьки начинают также выделяться на отрицательных пластинах. Когда напряжение достигает 2,6—2,7 в, около пластин начинают интенсивно выделяться газы, т. е. аккумулятор закипает. Это означает, что заряд окончен.
После прекращения заряда аккумулятора напряжение его с 2,6—2,7 в быстро падает до 2,1—2,2 в,
В процессе разряда аккумулятора (нижняя кривая) напряжение его очень быстро падает до 2 в, а затем медленно и плавно уменьшается до 1,7 е. Ниже
этой величины разряжать аккумулятор не рекомендуется, так как это значительно уменьшает продолжительность его работы.
В процессе заряда аккумулятора происходит увеличение плотности элек^ тролита за счёт дополнительного образования кислоты, что вызывает повышение э. д. с. аккумулятора. Во время разряда происходит образование дополнительного количества воды в электролите, что влечёт за собой уменьшение э. д. с. аккумулятора.
Чем ниже температура, тем больше падение напряжения внутри аккумулятора, так как с понижением температуры сопротивление электролита увеличивается и кислота становится вязкой и малоподвижной. С понижением температуры кривые заряда идут выше, а кривые разряда — ниже. Влияние температуры на кривые заряда и разряда показано на фиг. 455.
С повышением температуры электролита зарядить аккумулятор до наивысшего значения напряжения нельзя. Так, при температуре электролита 45°, которая является максимально допустимой, поднять напряжение на зажимах аккумуляторного элемента выше 2,6 в не удаётся.

Оглавление Дальше: ТОРМОЗА