Как узнать объем двигателя: онлайн, по вин коду

Объем двигателя автомобиля является суммой рабочих объемов его цилиндров. Единицами измерения являются как кубические сантиметры (см3), так и литры (л.) (1 литр равен 1000 кубических сантиметров):

1л=1000см³

Когда величину необходимо указать в литрах, во время перевода единиц измерения производят округление до целого числа после запятой, к примеру, если величина равна 1598 кубических сантиметров, в литрах будет 1,6 л., а, например, объем 2429 кубических сантиметров — 2,4 литрам.

От величины рабочего объема двигателя напрямую зависит мощность автомобиля, расход топлива и другие рабочие параметры.

Есть несколько способов узнать объем двигателя:

1. Эта характеристика указывается в техническом паспорте транспортного средства.
   Есть «умельцы», которые любят советовать выкрутить все свечи и залить воду в цилиндры «под завязку». Объем поместившейся в них воды, по их словам, должен получиться такой же, как и двигателя. Этим способом пользоваться не стоит, так как это всего лишь старая шутка.

   Кликните по фото для увеличения

2. В случае покупки подержанной машины, цифры, указанные в ее техпаспорте могут быть не совсем правильными. Возможно, что автомобиль попадал в аварию или, может, с ним проводили какие-то работы, которые повлияли на характеристики двигателя. А вдруг его вообще собрали из нескольких автомобилей? Действительный объем, в этих случаях, можно узнать, посмотрев цифры на блоке цилиндров. Это и есть значение рабочего объема. Они указываются сзади крупными символами (рассмотреть можно из ямы).
3. Ну и конечно же по вин — коду.

1. Как узнать объем двигателя по вин-коду? Расшифровка вин-кода
2. Как расшифровать вин — код онлайн?

Как узнать объем двигателя по вин-коду? Расшифровка вин-кода

Также узнать объем двигатель можно по vin-коду. Его можно посмотреть в нижней части арки водительской двери, естественно, предварительно открыв ее. Также он указан под задним сиденьем, под лобовым стеклом и в левой верхней части панели приборов (в этом случае код нужно смотреть снаружи машины).

Последний способ из перечисленных является самым достоверным. Так как вин-код указывается на всех машинах, которые производились, начиная примерно с 1980 года. Он состоит из семнадцати знаков, среди которых не применяются латинские буквы I, O и Q из-за их схожести с цифрами 1 и 0.

1. Первые три знака обозначают индекс производителя автомобиля. (Первый — код географической зоны, второй — код страны в этой географической зоне, а третий — это символ производителя).
2. С четвертого по восьмой знаки информируют об основных технических параметрах авто: о модели, типе и объеме двигателя, типе кузова и так далее.
3. Девятый символ является контрольной цифрой. Она нужна для того, чтобы можно было определить достоверность vin-кода. С ее помощью можно выяснить, не числится ли автомобиль в угоне.
4. С двенадцатого по семнадцатый знаки являются номером кузова машины.

Читайте также Расшифровка вин кода. Список онлайн сервисов.

Как расшифровать вин — код онлайн?

В Интернете есть много сайтов, с помощью которых можно расшифровать vin-код онлайн и узнать не только объем двигателя определенного автомобиля, но и все остальные технические характеристики. Причем, абсолютно бесплатно.

Страна производитель автомобиля по номеру кузова (VIN)

Самый простой способ узнать страну производителя автомобиля — узнать номер кузова / заводской номер автомобиля / VIN код (ВИН КОД)/ серийный номер — первые три знака — WMI(World Manufacturers Identification) — всемирный индекс изготовителя, первый знак (символ) определяет географическую зону, второй — страну производителя, третий — изготовителя автомобиля. Например VINX9LXXXXXXXXXXXXXX — говорит о том, что автомобиль выпущен в России на GM-АВТОВАЗ.
Страна производитель	Первый знак	Зона — страна
Северная Америка
Соединенные Штаты	1	1A-10
Канада	2	2A-20
Мексика	3	3A-3W
Коста-Рика		3X-37
Каймановы острова		38-30
Соединенные Штаты	4	4A-40
Соединенные Штаты	5	5A-50
Океания
Австралия	6	6A-6W
Новая Зеландия	7	7A-7E
Южная Америка
Аргентина	8	8A-8E
Чили		8F-8K
Эквадор		8L-8R
Перу		8S-8W
Венесуэла		8X-82
Бразилия	9	9A-9E
Колумбия		9F-9K
Парагвай		9L-9R
Уругвай		9S-9W
Тринидад и Тобаго		9X-92
Бразилия		93-99
Африка
ЮАР	A	AA-AH
Кот-д Ивуар		AJ-AN
Ангола	B	BA-BE
Кения		BF-BK
Танзании		BL-BR
Бенин	C	CA-CE
Мадагаскар		CF-CK
Тунис		CL-CR
Египет	D	DA-DE
Марокко		DF-DK
Замбия		DL-DR
Эфиопия	E	EA-EE
Мозамбик		EF-EK
Гана	F	FA-FE
Нигерия		FF-FK
Азия
Япония	J	JA-JT
Шри-Ланка	K	KA-KE
Израиль		KF-KK
Южная Корея		KL-KR
Казахстан		KS-KO
Тайвань — Китай	L	LA-L0
Индия	M	MA-ME
Индонезия		MF-MK
Таиланд		ML-MR
Пакистан	N	NF-NK
Турция		NL-NR
Филиппины	P	PA-PE
Сингапур		PF-PK
Малайзия		PL-PR
Объединенные Арабские Эмираты	R	RA-RE
Тайвань		RF-RK
Вьетнам		RL-RR
Саудовская Аравия		RS-RO
Европа
Великобритания	S	SA-SM
Германия		SN-ST
Польша		SU-SZ
Латвия		S1-S4
Швейцария	T	TA-TH
Чехия		TJ-TP
Венгрия		TR-TV
Португалия		TW-T1
Дания	U	UH-UM
Ирландия		UN-UT
Румыния		UU-UZ
Словакия		U5-U7
Австрия	V	VA-VE
Франция		VF-VR
Испания		VS-VW
Сербия		VX-V2
Хорватия		V3-V5
Эстония		V6-V0
Германия	W	WA-W0
Болгария	X	XA-XE
Греция		XF-XK
Нидерланды		XL-XR
СССР (СНГ)		XS-XW
Люксембург		XX-X2
Россия		X3-X0
Бельгия	Y	YA-YE
Финляндия		YF-YK
Мальта		YL-YR
Швеция		YS-YW
Норвегия		YX-Y2
Белоруссия (Беларусь)		Y3-Y5
Украина		Y6-Y0
Италия	Z	ZA-ZR
Словения		ZX-Z2
Литва		Z3-Z5
Россия		Z6-Z0

расшифровка и где находится вин код в авто

VIN-код – главное средство для распознавания авто. Его применяют при проведении документальных операций. Рассмотрим подробнее, что это такое, где указан и какова польза от VIN-кода.

Что такое VIN-код и зачем он нужен

VIN – аббревиатура, которая расшифровывается так: Vehicle Identification Number, что в переводе значит «Идентификационный номер ТС». Кстати, отсюда видно, что формулировка VIN-номер неверна и является тавтологией.

VIN-код авто

В коде 17 знаков, отражающих год выпуска, данные о машине и производителе. VIN-код, присвоенный на производстве, нельзя менять на всем сроке эксплуатации машины, в отличие от прав, которые переоформляют в случае смены места регистрации ТС.

Как проверить подлинность VIN-кода

В оригинальном коде не должно быть:

• разной глубины символов;
• различий в шрифте, лишних элементов или штрихов;
• сварных швов;
• следов механического воздействия;
• шпатлевки;
• измененной толщины панели либо внешнего покрытия;
• разницы между отображением кода с наружной и обратной стороны;
• различий между покрытием панели и близлежащих зон.

Где в автомобиле нанесен VIN-код

Чтобы проверить подлинность кода, нужно внимательно взглянуть на маркировочную панель. Но для этого надо знать, где она расположена.

VIN-код на табличке

Для нанесения используют несъемные части кузова, которые наиболее защищены от повреждений в случае ДТП. В современных моделях в качестве такого места выбирают переднюю кузовную стойку с левой стороны. Также код присутствует слева на верхней части передней панели кабины. Вин-код дублируют на специальной табличке, которую крепят в передней части ТС.

Способ нанесения

При указании в документах по правилам ВИН-код пишут одной сплошной строчкой. В линии между символами недопустимы пробелы.

VIN-код в документах

Когда на заводе номер наносят на табличку, в зависимости от производителя символы прописывают либо одной непрерывной линией, либо в 2 строки, но также без разделений между элементами.

В кодировке применяются все цифры от 0 до 9 и буквы латиницы от A до Z. В этот список во избежание путаницы не входят буквы O, I и Q, поскольку внешне схожи с цифрами 1 и 0.

Из чего состоит VIN-код

У идентификационного номера 3 части.

1. З знака WMI. Идентификация мировых производителей (World Manufacturers Identification) – символы информируют о производителе.
2. 6 знаков VDS. Описание ТС (Vehicle Description Section) – информация о машине. Во многих моделях, за исключением российских, японских и некоторых европейских, последняя цифра обычно служит контрольной, своеобразной защитой от неправомерной перебивки.
3. 8 знаков VIS. Идентификация ТС (Vehicle Identification Section) – код содержит дополнительные данные об авто, например, о заводе, где изготовлена машина, или о годе ее выпуска.

Расшифровка

Рассмотрим подробнее значение каждого символа по порядку в 17-значном VIN-коде.

Расшифровка VIN-кода

• 1 – географическая территория.
• 2 – государство, выпустившее автомобиль.
• 3 – фирма-изготовитель. При выпуске менее 500 автомобилей на этом месте шифра стоит цифра 9.
• 4-8 – тип кузова, модель автомобиля, двигатель, комплектация.
• 9 – для США и КНР – контрольная цифра. Остальные производители либо ставят контрольную цифру, либо указывают некую дополнительную информацию.
• 10 – модельный год. Во время расшифровки следует учесть, что нередко он отличается от календарного. Некоторые производители из Европы или Японии эту информацию пропускают.
• 11 – завод-изготовитель.
• 12-17 – производственная последовательность ТС, ход движения по конвейеру. В США это только цифры, в Европе используют и буквы.

Как использовать VIN-код

С помощью VIN-кода удается получить больше информации, чем год выпуска или данные о комплектации.

При покупке автомобиля

Покупая машину, благодаря VIN-коду легко узнать необходимое:

• о документах – восстанавливались ли, каково число переоформлении и пр.;
• о количестве перепродаж и подробностях проведения сделок;
• о произведенном ремонте в официальном СТО;
• об участии в авариях на дорогах;
• о показаниях счетчика оборотов колеса за все время службы;
• о способах эксплуатации – такси, каршеринг, лизинг.

Упомянутые возможности помогают снизить риск покупки битой машины или авто с сомнительным прошлым.

При подборе запчастей

Когда нужны запчасти, с помощью VIN-кода удается справиться с рядом проблем.

• Ускорить процесс поиска деталей: многие дилеры перед продажей запасных частей классифицируют товар на основе автомобильных кодов. Во многих интернет-магазинах предусмотрен отдельный онлайн-инструмент с окном поиска по части номера. Путем уточнения критериев проще и быстрее подобрать подходящий узел.
• Исключить ошибки при покупке элемента для замены. Из-за множества поколений авто иногда сложно отыскать ровно ту деталь, что требуется. Труднее всего дело обстоит с трансмиссией, двигателем и другими сложными элементами.

При желании отследить историю

VIN-кодом полезно пользоваться, чтобы узнать:

• сколько человек владели автомобилем;
• случались ли аварии;
• не угнана ли машина;
• не в залоге ли техника.

Для этого существуют специальные сервисы.

• Автокод – портал для жителей столичного региона, где доступна история владения, число собственников, информация о ДТП, о коммерческом использовании и другие факты.
• Госавтоинспекция – для владельцев авто, зарегистрированных вне Москвы и области. Здесь также хранятся данные о биографии автомобиля. Но база ДТП может оказаться не полной.
• Реестр уведомлений о залогах движимого имущества – здесь можно выяснить, не заложена ли машина.
• Российский Союз Автостраховщиков – на сайте заполняют форму, чтобы получить информацию о договоре ОСАГО.

VIN-код несет в себе массу важной информации, проверка которой – это не только нормальная практика, но и вынужденная необходимость.

CARFAX Бесплатный декодер VIN для автомобилей США

• Около
• Карьера
• Служба поддержки
  • Связаться с нами
  • FAQs
  • Глоссарий

• Где найти VIN?
• CARFAX для бизнеса
  • Дилеры
  • Банк и страхование
  • Сертифицированный б / у
  • Правительство
  • Листинговые партнеры
  • Авторизоваться

• • Авторизоваться

• английский
  • Датский
  • Голландский
  • французский язык
  • Немецкий
  • Итальянский
  • Польский
  • Португальский, Португалия
  • русский
  • словенский
  • испанский язык
  • Шведский

• английский
  • Датский
  • Голландский
  • французский язык
  • Немецкий
  • Итальянский
  • Польский
  • Португальский, Португалия
  • русский
  • словенский
  • испанский язык
  • Шведский

• Отчет Проверить образец отчета
• Ценообразование Пакеты CARFAX
• Бесплатный декодер VIN Проверить машину бесплатно
• Руководства по подержанным автомобилям Продажа, покупка и импорт подержанных автомобилей
  • Подержанные автомобили
  • Статистика импорта автомобилей в США

• Около
• Карьера
• Служба поддержки
  • Связаться с нами
  • FAQs
  • Глоссарий
• Где найти VIN?
• CARFAX для бизнеса
  • Дилеры
  • Банк и страхование
  • Сертифицированный б / у
  • Правительство
  • Листинговые партнеры
  • Авторизоваться

• Авторизоваться

Поиск по VIN

Kia VIN Decoder | YOUCANIC

Функции декодера VIN

Где я могу найти номер VIN?

• Нижний нижний угол лобового стекла.
• косяк двери водителя
• Название, регистрация или страховая карточка.

Бесплатный декодер VIN Kia, который позволяет вам искать варианты, модель, год выпуска, двигатель, трансмиссию и технические характеристики. Кроме того, вы также можете проверить записи о титулах и происшествиях, нажав Проверить историю.

КАК РАСШИФРОВАТЬ KIA VIN

Позиция 1

Первая позиция в Kia VIN занимает символ, который определяет страну, в которой был собран автомобиль.

Позиция 2

Вторая позиция VIN идентифицирует производителя Kia.

Позиция 3

Третью позицию в Kia VIN занимает персонаж, который определяет подразделение бренда. Этот символ обозначает конкретное подразделение производителя, даже если у производителя есть несколько подразделений.

Первые три позиции Kia VIN известны как World Make Identifiers (WMI). Вот некоторые примеры для вашего Kia:

Лучшее вино с кодом — отличные предложения на вино с кодом от глобальных продавцов вина с кодом

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для code wine.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как это вино высшего кода вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели кодовое вино на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в коде вина и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

И, если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, мы думаем, вы сможете приобрести code wine по самой выгодной цене в Интернете.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Walmart.com | Экономить деньги. Живи лучше.

БЕСПЛАТНАЯ доставка на следующий день»!

Мы прилагаем все усилия, чтобы снова начать работу.

• Временно приостановлено в связи с высоким спросом.
• Продолжайте проверять наличие.

0″}, «search»: {«searchUrl»: «/ search /», «enabled»: «false», «tooltipText»: «

Скажите нам, что вам нужно

» , «tooltipDuration»: 5000, «nudgeTimePeriod»: 10000}}}, «uiConfig»: {«webappPrefix»: «», «artifactId»: «header-footer-app», «applicationVersion»: «20.0,40 «,» applicationSha «:» 41ed8468826085770503056bd2c9bc8be5b55386 «,» applicationName «:» верхний колонтитул «,» узел «:» f338b5ef-998b-4cc3-a16a-dc78c1849367 «,» облако «:» eus9-d-eus9 » oneOpsEnv «:» prod-a «,» profile «:» PROD «,» basePath «:» / globalnav «,» origin «:» https://www.walmart.com «,» apiPath «:» / header- нижний колонтитул / электрод / api «,» loggerUrl «:» / заголовок-нижний колонтитул / электрод / api / logger «,» storeFinderApi «: {» storeFinderUrl «:» / store / ajax / primary-flyout «},» searchTypeAheadApi «: { «searchTypeAheadUrl»: «/ search / autocomplete / v1 /», «enableUpdate»: false, «typeaheadApiUrl»: «/ typeahead / v2 / complete», «taSkipProxy»: false}, «emailSignupApi»: {«emailSignupUrl»: » / account / electro / account / api / subscribe «},» feedbackApi «: {» fixedFeedbackSubmitUrl «:» / customer-survey / submit «},» logging «: {» logInterval «: 1000,» isLoggingAPIEnabled «: true,» isQuimbyLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingFetchEnabled «: true,» isLoggingCacheStatsEnabled «: true},» env «:» production «},» envInfo «: {» APP_SHA «:» 41ed8468826085770503056ERSbe2c9b «,» APP38 «,» APP «:0.

Измерение крутящего момента с помощью угловых датчиков

При приложении нулевого момента сигналы с обоих резольверов одинаковы и не имеют сдвига фаз. В случае, когда реальный момент приложен к валу сигнал одного резольвера имеет фазовый сдвиг относительно сигнала другого резольвера. Величина этого фазового сдвига прямо пропорциональна приложенному моменту. Используя многопериодные резольверы с большим числом циклов (например, 128), возможно даже при небольшой величине скручивания получить отклик в виде сравнительно большой величины фазового сдвига. Другими словами, эта методика достаточно прецизионна, чтобы измерять скручивание вала не только на величины менее 1°, но даже и на уровнях менее 0,1°. Из чего следует, что вал, на котором производится измерение, не обязательно должен быть длинным. Действительно, длина вала, необходимого для успешных измерений, может составлять менее 25 мм. Этого можно достигнуть, используя заведомо гибкий вал или располагая резольверы концентрически – один внутри другого – и соединяя внешние и внутренние части вала с применением пружины повышенной крутильной жесткости.

В отличие от тензометрических датчиков, резольверы известны своей надежностью, устойчивостью к внешним воздействиям и точностью, они зачастую используются в космической, оборонной и нефтегазовой технике, где требуются высокие точности и устойчивость к жестким условиям эксплуатации. Поскольку резольвер является бесконтактным измерительным устройством, также исключается необходимость применения токосъемников или оборудования радиочастотной передачи данных.

Итак, почему же эта техника измерений стала немодной? Вероятно, одна из причин в том, что и сами резольверы утратили свою популярность. Плоскопараллельные и плоские с большим полым валом резольверы, идеальные для использования при измерениях крутящего момента, являются откровенно дорогостоящими. Более того, сочетание резольверных двигателей с управляющей электроникой может быть очень сложным. Поскольку в наше время инженеры более привычны к цифровой электронике, они весьма неохотно соглашаются иметь дело и с самой аналоговой электроникой и, тем более, с измерениями фазовых сдвигов аналоговых переменных сигналов.

Новое поколение индуктивных датчиков

В настоящее время резольверы практически полностью заменены более современными устройствами – индуктивными энкодерами или «инкодерами». Технология измерения с помощью инкодеров основана на тех же принципах индукции, применяемых в резольверах, но при этом инкодеры содержат печатные платы вместо массивных и дорогих обмоток трансформаторов. Это позволяет существенно сокращать объем, вес и стоимость датчиков, и одновременно значительно увеличивать возможности измерений. Также в инкодеры обеспечен простой и удобный электрический интерфейс – постоянное напряжение и последовательная шина данных. Поскольку инкодеры базируются на тех же физических принципах, что и резольверы – они обеспечивают тот же набор измерительных возможностей – высокую точность и надежность измерений даже в жестких условиях окружающей среды. Мало того, инкодеры имеют оптимальный для угловых измерений форм-фактор – плоская конструкция с большим полым валом. Это позволяет пропускать вал через центр статора инкодера, а ротор инкодера закреплять непосредственно на вращающийся вал, на котором проводятся измерения. Это исключает необходимость использования ВКУ, точно так же, как это было при использовании резольверов.

Новый подход к контролю соответствует реальным условиям работы

Электродвигатели являются важнейшим элементом многих промышленных процессов, они потребляют до 70 % от общего количества энергии на промышленном предприятии и до 46 % от общего количества производимого электричества в мире. Учитывая то, насколько большую роль электродвигатели играют в промышленных процессах, стоимость простоев, связанных с их неисправностью, может измеряться десятками тысяч долларов в час. Обеспечение эффективной и надежной работы электродвигателей — это одна из наиболее важных задач, которую ежедневно решают технические специалисты и инженеры по обслуживанию.

Эффективное использование электричества — это не просто «полезно». Во многих ситуациях от энергоэффективности зависит, прибыльной или убыточной является компания. Поскольку электродвигатели потребляют на промышленных объектах столь значительное количество энергии, эффективность их использования стала основным фактором, от которого зависит экономия и поддержание прибыльности. Кроме того, из-за желания обеспечить экономию посредством увеличения эффективности и снизить зависимость от природных ресурсов многие компании начинают следовать промышленным стандартам, таким как ИСО 50001. Стандарт ИСО 50001 устанавливает основные положения и требования для организации, внедрения и поддержания системы управления энергопотреблением, призванной обеспечить постоянную экономию.

Традиционные методы проверки электродвигателей

Традиционный метод проверки производительности и КПД электродвигателей тщательно разработан, но его организация может быть связана с большими расходами, а реализация в рамках рабочих процессов трудноосуществима. Часто для проверки производительности электродвигателя требуется даже полное отключение системы, что может привести к дорогостоящему простою. Чтобы определить КПД электродвигателя, необходимо измерить широкий диапазон динамических рабочих параметров — как для входной электрической мощности, так и для выходной механической мощности. Для измерения характеристик производительности электродвигателя традиционным методом сначала техническим специалистам необходимо установить электродвигатель на испытательный стенд. Испытательный стенд представляет собой проверяемый электродвигатель, закрепленный на генераторе или на динамометре.

Затем с помощью вала проверяемый электродвигатель соединяют с нагрузкой. На валу закреплен датчик скорости (тахометр), а также комплект датчиков крутящего момента, которые предоставляют данные, позволяющие рассчитывать механическую мощность. Система предоставляет различные данные, включая данные о скорости, крутящем моменте и механической мощности. Некоторые системы также позволяют измерять электрическую мощность, благодаря чему можно рассчитать КПД.

КПД вычисляется по формуле:

Механическая мощность
 Электрическая мощность

Во время проверки нагрузка изменяется, что позволяет определять КПД для различных режимов работы. Система испытательного стенда может показаться достаточно простой, однако с ее использованием связано несколько характерных недостатков:

1. Электродвигатель необходимо снять с места использования.
2. Значения нагрузки электродвигателя не являются по-настоящему репрезентативными, поскольку не характеризуют производительность электродвигателя во время реальной работы.
3. Во время проведения проверки работу необходимо приостановить (что создает простой), либо необходимо временно установить сменный электродвигатель.
4. Датчики крутящего момента отличаются высокой стоимостью и ограниченным рабочим диапазоном, поэтому для проверки различных электродвигателей может потребоваться несколько датчиков.
5. Испытательный стенд, на котором можно проверять широкий диапазон электродвигателей, имеет высокую стоимость. Такие испытательные стенды обычно используются специалистами по ремонту электродвигателей или исследовательскими организациями.
6. Не учитываются «реальные» рабочие условия.

Параметры электродвигателей

Электродвигатели могут предназначаться для различных областей применения с различными нагрузками, поэтому характеристики каждого электродвигателя отличаются. Классификация характеристик осуществляется в соответствии со стандартами Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) или Международной электротехнической комиссии (МЭК). От этих характеристик напрямую зависит работа и КПД электродвигателя. На каждом электродвигателе закреплена паспортная табличка, на которой указаны основные рабочие параметры и информация о КПД электродвигателя в соответствии с рекомендациями NEMA или МЭК. Указанные на паспортной табличке данные можно сравнивать с реальными характеристиками режима использования. Например, сравнивая эти значения, можно узнать, что электродвигатель превышает ожидаемые характеристики скорости или крутящего момента, что может привести к сокращению срока службы электродвигателя или к преждевременному выходу из строя. Негативно сказаться на характеристиках производительности электродвигателя могут также такие явления, как асимметрия напряжения или тока, а также гармоники, связанные с плохим качеством электроэнергии. При существовании какого-либо из этих условий необходимо снизить номинал электродвигателя (то есть ожидаемая производительность электродвигателя должна быть снижена), что может привести к нарушению выполняемых процессов, если не будет производиться достаточное количество механической мощности. Снижение номинала рассчитывается по стандарту NEMA в соответствии с данными, указанными для данного типа электродвигателя. Стандарты NEMA и МЭК некоторым образом отличаются друг от друга, но в целом они придерживаются одинаковых положений.

«Реальные» рабочие условия

При выполнении проверки электродвигателей на стенде электродвигатель обычно работает в самых лучших условиях. Однако во время реальной работы самые лучшие условия, как правило, не удается обеспечить. Непостоянство рабочих условий приводит к снижению производительности электродвигателя. Например, на промышленном предприятии могут быть нагрузки, оказывающие непосредственное влияние на качество электроэнергии и вызывающие асимметрию в системе или потенциально вызывающие гармоники. Каждое из этих условий может серьезно повлиять на производительность электродвигателя. Кроме того, нагрузка, приводимая в движение электродвигателем, может быть неоптимальной или может не соответствовать изначальному предназначению электродвигателя. Нагрузка может быть слишком большой для данного электродвигателя, или возможна перегрузка вследствие плохого управления процессами. Движению электродвигателя может также препятствовать чрезмерное трение, вызванное наличием какого-либо постороннего предмета, блокирующего работу насоса или рабочего колеса вентилятора. Обнаружение этих аномалий может быть затруднено и может потребовать много времени, вследствие чего эффективный поиск неисправностей будет проблематичным.

Новый подход

Анализатор качества электроэнергии и работы электродвигателей Fluke 438-II обеспечивает модернизированный и экономичный способ проверки КПД электродвигателя, при этом отсутствует необходимость в установке внешних механических датчиков и в дорогостоящих простоях. Прибор Fluke 438-II, созданный на основе анализаторов качества электроэнергии Fluke серии 430-II, оснащен полным набором функций для анализа качества электроэнергии, а также для измерения механических параметров на электродвигателях прямого пуска. 438-II использует данные, указанные на паспортной табличке электродвигателя (NEMA или МЭК) вместе с данными измерений трехфазного питания, чтобы в режиме реального времени рассчитывать параметры производительности электродвигателя, включая скорость, крутящий момент, механическую мощность и КПД, при этом использование дополнительных датчиков крутящего момента и частоты вращения не требуется. Кроме того, 438-II непосредственно вычисляет коэффициент снижения мощности электродвигателя в режиме работы.

Чтобы прибор Fluke 438-II выполнил эти измерения, технический специалист или инженер должен ввести следующие данные: номинальную мощность в кВт или л. с., номинальное напряжение и силу тока, номинальную частоту, номинальный cos φ или коэффициент мощности, номинальный сервис-фактор, а также тип электродвигателя в соответствии с классификацией NEMA или МЭК.

Принцип работы

Fluke 438-II выполняет механические измерения параметров (скорости вращения электродвигателя, нагрузки, крутящего момента и КПД), применяя уникальные алгоритмы к электрическим сигналам. Эти алгоритмы основаны на сочетании физических и управляемых данными моделей асинхронного электродвигателя. При этом не требуются предварительные проверки, которые обычно нужны для измерения параметров электродвигателя (например, сопротивление статора). Скорость электродвигателя можно рассчитать на основе гармоник пазов ротора, присутствующих в сигналах тока. Крутящий момент вала электродвигателя можно связать со значениями напряжения, силы тока и скольжения асинхронного электродвигателя, используя хорошо известные, но сложные физические формулы. Электрическая мощность измеряется с использованием входных сигналов силы тока и напряжения. При получении расчетного значения крутящего момента и скорости, механическая мощность (или нагрузка) вычисляется на основе крутящего момента, умноженного на частоту вращения. КПД электродвигателя вычисляется путем деления рассчитанной механической мощности на измеренную электрическую мощность. Компания Fluke провела обширные испытания на электродвигателях, приводящих в движение динамометры. Были измерены значения фактической электрической мощности, крутящего момента вала электродвигателя, а также скорости электродвигателя. Эти значения сравнивались со значениями, полученными с прибора 438-II для определения погрешности.

Сводный обзор

Традиционные методы проверки производительности и КПД электродвигателей тщательно разработаны, однако это не означает, что они широко используются. В значительной степени это объясняется тем, что отключение электродвигателей, а иногда и целых систем, для выполнения проверок приводит к простою производства, а это связано с большими расходами. Прибор Fluke 438-II предоставляет чрезвычайно полезную информацию, которую до этого было крайне сложно и дорого получить. Кроме того, наличие на приборе Fluke 438-II передовых функций по анализу качества электроэнергии позволяет измерять качество электроэнергии непосредственно во время работы системы. Выполнение важных измерений для определения КПД электродвигателя стало проще, поскольку использование отдельных внешних датчиков крутящего момента и скорости не требуется, благодаря чему можно анализировать производительность самых распространенных промышленных процессов, использующих электродвигатель, не прерывая их выполнения. Это позволяет техническим специалистам сокращать время простоя и отслеживать тенденции производительности электродвигателя во времени, благодаря чему можно получить более полную картину общего состояния системы и ее производительности. Отслеживание тенденций производительности позволяет увидеть изменения, которые могут указывать на приближающийся отказ электродвигателя. Благодаря этой информации можно выполнить замену до того, как электродвигатель выйдет из строя.

Что следует учитывать при выборе асинхронного электродвигателя

При выборе асинхронных электродвигателей переменного тока часто не учитываются требования к конструкции, которые связаны с их применением в составе того или иного оборудования. Также обычно имеет место подход, основанный на универсальности электродвигателя, и тогда выбор зависит только от его напряжения, мощности и скорости вращения ротора. Тем не менее есть еще целый ряд дополнительных аспектов для рассмотрения, таких как диапазон напряжения питания, сохранение номинальной мощности при изменении скорости вращения и область применения. Все это в итоге сводится к решению следующих вопросов: какова цель применения электродвигателя, как сделать все быстрее и эффективнее?

Базовые принципы выбора электродвигателя

Отправными точками для выбора асинхронного двигателя являются напряжение питания обмоток статора, создающего магнитное поле, а также номинальная мощность и скорость вращения ротора, которые соответствуют требованиям конкретного применения. Еще один, не менее важный момент — это необходимый вариант установки двигателя в приводе. Должен ли двигатель иметь крепление на основании, или он будет помещен на фланец на конце привода, или же должен предоставлять обе возможности? Кроме того, необходимо учитывать характеристики окружающей среды, в которой будет эксплуатироваться двигатель. При этом для выбора двигателя необходимо знать, потребуется ли ему работать под дождем и имеется ли вообще риск попадания на него воды, а также оценить уровень загрязнения и наличия пыли. Для эксплуатации в жестких условиях хорошо подходят электродвигатели закрытого типа с вентиляторным охлаждением (англ. totally enclosed fan cooled, TEFC) или электродвигатели закрытого типа без охлаждения (англ. totally enclosed non-vented, TENV). Если среда, в которой будет использоваться двигатель, не загрязнена и он будет эксплуатироваться без риска попадания на него воды, то в этом случае может быть достаточно применения каплезащищенного электродвигателя открытого исполнения (англ. open drip proof, ODP).

Выбор инвертора

Благодаря усилиям лоббистов местных энергетических компаний в сочетании с преимуществами, получаемыми при возможности регулирования скорости вращения ротора двигателей, все более распространенными становятся частотно-регулируемые приводы (ЧРП, англ. variable frequency drive, VFD). При их использовании особое внимание следует уделять генерации электромагнитных помех, которая характерна для таких приводов исходя из самой их природы. Для того чтобы электродвигатель мог использоваться с ЧРП, необходимо учитывать несколько технических особенностей, которым должен удовлетворять подходящий по остальным характеристикам электродвигатель. Среди них можно выделить две главные:

Максимально допустимое напряжение изоляции обмоточных проводов статора электродвигателя.

Электрическая прочность изоляции провода, из которого выполнена обмотка статора асинхронного электродвигателя, находится в пределах 1000–1600 В, но, как правило, в документации указывается значение прочности изоляции, равное 1200 В. Однако чем больше воздушный зазор между приводом и двигателем, тем, естественно, бо́льшим скачкам переходного напряжения, воздействующим на двигатель, он может противостоять. Электродвигатель, в котором для обмотки статора используется провод с электрической прочностью изоляции провода, равной 1600 В, может иметь ссылку на стандарт Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA, США) NEMA MG-1 2003, раздел 4, параграф 31, в котором говорится, что двигатель должен выдерживать без повреждений начальное напряжение коронного разряда (англ. corona inception voltage, CIV) уровнем до 1600 В.

Коэффициент сохранения постоянного крутящего момента (CT) двигателя, часто упоминается как «xx: 1 CT».

Этот показатель дает представление о диапазоне регулирования скорости. По нему можно узнать, насколько может быть снижена скорость вращения ротора двигателя, при которой он будет работать с сохранением того же крутящего момента (англ. CT — constant torque, постоянный крутящий момент), что и при номинальной скорости. Ниже этого значения крутящего момента производительность асинхронного электродвигателя снижается.

Например, возьмем электродвигатель мощностью 10 л. с. с начальной скоростью 1800 об/мин. При номинальной скорости (около 1800 об/мин), как указано, он имеет крутящий момент 29 фунтов на фут. Если в спецификации на электродвигатель написано, что коэффициент сохранения номинальной мощности составляет 10:1 CT, это означает, что такой электродвигатель может обеспечить номинальный крутящий момент до скорости 180 об/мин. Если же указано, что электродвигатель имеет коэффициент сохранения номинальной мощности 1000:1 CT, то имеется в виду, что крутящий момент сможет сохранять номинальное значение до скорости 1,8 об/мин.

При этом необходимо учитывать еще один нюанс, который связан с охлаждением электродвигателя. Нужно обязательно уточнить у поставщика, будет ли электродвигатель перегреваться при длительной работе на малых оборотах. Дело в том, что если двигатель охлаждается за счет крыльчатки, закрепленной на его валу, то на малых скоростях вы столкнетесь с низкой скоростью охлаждающего двигатель потока воздуха. Если асинхронный электродвигатель работает на низкой скорости и в течение длительного времени используется с большим крутящим моментом, то он будет выделять много тепла — при таких условиях, возможно, придется остановить свой выбор на двигателе с иным методом охлаждения.

Например, для организации принудительного охлаждения можно применить воздуходувное устройство, имеющее собственный, отдельно управляемый двигатель. Производительность такого устройства не связана с системой управления электропривода. В этом случае воздушный поток, который обдувает мощный электродвигатель, будет постоянным и достаточным для его охлаждения при низкой или даже при нулевой скорости.

При выборе асинхронного электродвигателя еще одним важным аспектом является номинальная, или основная, скорость двигателя. Обычно используются двухполюсные (3600 об/мин) и четырехполюсные (1800 об/мин) электродвигатели. Однако имеются и коммерчески доступные 6-, 8- и 12-полюсные асинхронные электродвигатели со скоростью вращения ротора 1200, 900
и 600 об/мин соответственно. Номинальная скорость асинхронного электродвигателя напрямую связана с числом полюсов, которые такой двигатель конструктивно содержит (табл.), и определяется по следующей формуле:

Об/мин = (120 × частота) / N (число полюсов)

В качестве примечания необходимо отметить, что, хотя прямой связи здесь нет, но, как правило, с увеличением количества полюсов возрастают и размеры, а также стоимость электропривода.

Кроме того, пользователям электроприводов, в зависимости от области применения данных устройств, может понадобиться обеспечить необходимый крутящий момент путем изменения скорости. В целом по мере увеличения скорости двигателя крутящий момент уменьшается, что также относится к редукторам и цепным приводам. Это соотношение объясняется следующим уравнением:

мощность (л. с.) = (крутящий момент × × номинальная скорость) / 5252

Крутящий момент, в соответствии с заданной целью, может быть достигнут путем выбора электродвигателя с необходимой мощностью и номинальной скоростью и реализован через любую цепную, ременную передачу или редуктор. Такой подход снижает стоимость привода, его габаритные размеры и время, уходящее на замену его подвижных заменяемых частей в ходе выполнения ремонта или технического обслуживания.

Примечание. Как правило, увеличение числа полюсов приводит к увеличению габаритов, а следовательно, и к повышению стоимости привода на основе асинхронного электродвигателя

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Шаговый двигатель в системе с вращающимся цилиндром

Система состоит из вертикально закрепленного на валу двигателя цилиндра массой m и моментом инерции J. Момент трения в подшипниках М тр . Определить величину вращающего момента М, который нужно приложить к цилиндрй, чтобы его угловое ускорение было равно ε.

Используемые обозначения:

r — радиус цилиндра (наружный)
r₀ — радиус цилиндра (внутренний)
L — длина
m — масса цилиндра
J — момент инерции цилиндра
J_дв — момент инерции двигателя
ω — угловая скорость

Для определения крутящего момента в системе с вращающимся цилиндром, необходимо знать момент инерции цилиндра:

• Сплошной цилиндр, относительно оси a: J = 1/2 m * r².
• Полый цилиндр, относительно оси a: J = 1/2 * m * (r²+r₀²)

Кинетическая энергия системы:

E=1/2(J+J_дв)ω²

Производная от кинетической энергии по времени:

dE/dt = (J+J_дв) ω ε

Мощности внешних сил в системе:

• мощность момента трения: P_тр=M_трω
• мощность крутящего момента: P_M=Mω
• сумма мощностей всех сил: ∑P_i=Mω — M_трω
  

Производная кинетической энергии по времени определяется мощностями внешних сил:

• dE/dt=∑P_i или
• (J+J_дв) ω ε = Mω — M_трω

Величина вращающего момента M:

M=(J+J_дв) ε + M_тр

формула расчета, от чего зависит

Парадокс, но лишь немногие автолюбители ясно представляют принципиальную разницу между «лошадиными силами» и «ньютон-метрами», в которых измеряется крутящий момент. В обиходе определение крутящего момента двигателя напрямую связывают с динамикой разгона, а лошадиные силы с максимальной скорость. Если говорить уж совсем грубо, то формулировка вполне удовлетворительна, хоть и не объясняет всей сути физических процессов. Восполнить теоретические пробелы, а также получить наглядное представление о том, что такое крутящий момент двигателя, — вам поможет предоставленный ниже материал.

Момент вращения

Если выражаться языком физики, то понятие о вращающем моменте легко уяснить, зная принцип получения преимущества от использования рычага. Вычисляемые путем сложения приложенных на рычаг усилий (вес груза) к длине плеча (рычага) «ньютон-метры», показывают потенциальное количество выполняемой работы. В случае с ДВС вес груза – это усилие с которым поршень после сгорания топливно-воздушной смеси совершает возвратно-поступательное движение. Длина плеча будет не чем иным, как ходом поршня (расстояние от ВМТ до НМТ). Вращающее усилие создается только во время рабочего такта.

От чего зависит полка крутящего момента

Согласно расчетной формуле Мкр = F х L, где F – это сила, а L – длина плеча, момент вращения будет зависеть от КПД сгорания топливно-воздушной смеси (F) и величины хода поршней (L).

Поскольку автомобиль – это комплексный механизм, на крутящий момент двигателя влияет ряд характеристик других узлов и агрегатов. Ведущие колеса автомобиля будут получать максимальное тяговое усилие лишь в тот момент, когда взаимодействие механизмов является оптимальным. Пик крутящего момента достигается на таких оборотах двигателя, когда наполнение камеры сгорания рабочей смесью, сжигание продуктов горение и вывод отработавших газов осуществляется с минимальными механическими потерями. Для каждого двигателя этот параметр колеблется в зависимости от конструктивных особенностей и типа используемого топлива.

Мощность

Количество полезной работы, преобразованное возвратно-поступательными движениями КШМ, обозначается ньютон-метрами (крутящий момент). Тогда что такое мощность двигателя? Мощностью именуется количество произведенной работы за единицу времени. Иными словами, количество единиц крутящего момента, которое мотор способен выдать за определенный промежуток времени. Мощность двигателя измеряется в киловаттах (кВт).

Формула для расчета мощности в киловаттах:

P=Mkp*n/9549, где n – количество оборотов коленвала в минуту; Mkp – вращающий момент на коленчатом валу.

Нехитрое логическое умозаключение приводит нас к тому, что мощность мотора зависит от количества оборотов.

Соотношение крутящего момента к мощности

Для получения наглядного представления о взаимодействии двух величин рассмотрим основные характеристики мотора на графике. Он демонстрирует выдаваемую двигателем мощность и крутящий момент двигателя в зависимости от оборотов коленчатого вала.

График отчетливо демонстрирует тот факт, что тяговое усилие на колесах не прямо пропорционален количеству оборотов либо мощности. Двигатель достигает пика крутящего момента уже на 3 тыс. об/мин. Максимум мощности доступно на 5500 об/мин. В обоих случаях обороты продолжают расти, но отдача падает. Для обозначенного двигателя обороты от 2500 до 5 тыс. наиболее оптимальные.

В этом режиме работы близкая к максимальному значению «полка» момента позволит полноценно реализовать потенциал мотора на протяжении всего отрезка.

Приведенный график является примером гражданской настройки современных бензиновых моторов. Преимущества очевидны:

• стабильный прирост мощности;
• достаточно широкая «полка» с плавным приростом и затуханием.

Настройка подобного типа позволяет добиться «эластичности» двигателя. Такая работа обеспечивается не только программно (настройка ЭБУ), но и применением различных вспомогательных технологий (изменяемые фазы газораспределения).

Разница мощностных характеристик во многом зависит от конструкции системы впуска и выпуска. К примеру, двигатели оснащенные турбонаддувом в точке выхода на «буст» получают значительную прибавку в динамике. Крутящий момент и количество лошадиных сил таких моделей значительно превышают своих атмосферных собратьев.

Что такое лошадиные силы

Наблюдательный читатель, скорей всего, отметит подозрительным тот факт, что до сих пор не прозвучало, всеми так любимое «лошадиные силы». Суть в том, что «скакуны» — это лишь дань моде тех времен, когда механизмам приходилось доказывать свое преимущество над живой рабочей силой. Поэтому превосходство (способность выполнить определенное количество работы) удобно было выражать в пересчете на потенциал одной лошади. Фактически 1 л.с – это усилие, которого достаточно для поднятия груза массою 75 кг на 1 м за 1 с.

Для того чтобы получить «лошадиные силы» достаточно умножить значение мощности в киловаттах на коэффициент 1,36.

Покупатели не потеряют ровным счетом ничего, если производители откажутся использовать «л.с» в качестве показателя мощностных характеристики автомобилей. Обозначить крутящий момент и мощность в кВт вполне достаточно. Но традиция настолько глубоко запечатлелась в сознании, что тратить усилия на ее разрушения попросту нецелесообразно.

Итоги

• Мощность мотора зависит от крутящего момента;
• «л.с» рассчитаны на достижение максимальной скорости. Автомобиль с большим количеством «скакунов» под капотом сможет развить внушительную скорость, но это займет очень много времени;
• от тягового усилия зависит насколько быстро двигатель сможет развить свою максимальную мощность;
• большое количество «ньютон-метров» позволяет более выгодно использовать потенциал двигателя. Такие моторы легче переносят нагрузки;
• чем шире «полка» момента, тем эластичней двигатель и приятней в управлении автомобиль;
• ввиду особенностей дизельных ДВС (большая степень сжатия, медленное горение смеси), а также применения современных систем дополнительного нагнетания воздуха, дизельные двигатели имеют больший крутящий момент с самих низких оборотов.

Выражаясь простым языком, «ньютон-метры» – это сила вашего автомобиля, а киловатты – выносливость.

Что такое крутящий момент двигателя автомобиля: определение, формула

Автоликбез29 сентября 2019

Среди всех важных параметров двигателя авто наиболее показательным является мощность. Автолюбители часто оперируют «лошадиными силами» и забывают про еще один важный параметр, характеризующий машину – крутящий момент двигателя. Хотя данный показатель считается менее значимым, он определяет, насколько резким будет старт и дальнейшее ускорение авто.

Понятие крутящего момента двигателя

КМ можно представить как показатель силы вращения коленвала. Перед тем, как в нем разобраться, начнем с мощности и количества оборотов, а также разберем, почему все эти параметры взаимосвязаны. Первая характеристика подразумевает работу, которая производится за временную единицу. Под работой подразумевается преобразование энергии сгорания топлива в кинетическую. Вторая характеристика говорит о количестве оборотов вала в минуту. Ну, а крутящий момент можно назвать производной от этих характеристик величиной.

Учитывая принятую систему измерения силы в ньютонах (Н), а длины в метрах (м), крутящий момент измеряется в «Нм», поскольку речь о силе, прикладываемой к поршню и длине плеча коленчатого вала. Чем больше эта величина, тем выше динамика авто, соответственно, тем быстрее оно развивает заявленное количество «лошадок».

От чего зависит величина крутящего момента двигателя?

• радиус кривошипа коленвала;
• давление, создаваемое в цилиндре;
• поршневая площадь;
• объем.

По большей части, величина будет зависеть от объема ДВС: с его увеличением будет расти сила, которая воздействует на поршень. Конечно, немаловажную роль играет и радиус кривошипа, но учитывая конструктивные особенности современных двигателей, варьирование этой величины возможно только в небольших пределах. Также стоит сказать о зависимости от давления: чем оно больше, тем больше прикладываемая сила.

Формула расчета крутящего момента

Сначала посмотрим на формулу расчета мощности:

Р(мощность, кВт) = М(крутящий момент, Нм) х n (число оборотов в минуту) / 9550.

Расчет КМ выглядит следующим образом:

М(крутящий момент, Нм) = Р(мощность, кВт) x 9550 / n (число оборотов в минуту).

Дабы рассчитать нужные величины и не запутаться, достаточно воспользоваться конвертером, который доступен на многих автолюбительских сайтах.

Как измеряется крутящий момент?

Для этого достаточно взглянуть на техническую документацию своего авто. Но реальные измерения также доступны: необходимо использовать специальные датчики. Они позволят провести статические и динамические измерения.

Измерение заключается в создании ситуации, где двигатель набирает максимальные обороты, затем тормозится: в процессе создается график, демонстрирующий максимальный момент мотора в момент нажатия на тормоз. Сначала показатель будет небольшим, затем будет наблюдаться рост, достижение пика и падение.

СТО должны оснащаться профессиональными тензометрами: все измерения обрабатывает специальное ПО, а результаты отображаются в виде графиков. Основная сложность в измерении КМ – достичь высокой точности показаний. Устаревшие контактные, светотехнические или индукционные тензометры не обеспечивали должной эффективности, поэтому в настоящий момент используются измерители в виде компактного передатчика, закрепляемого на вал: он передает данные на прибор-приемник, предоставляющий данные, не нуждающиеся в обработке.

Мощность или крутящий момент – что важнее?

Для решения этой дилеммы необходимо понять несколько фактов:

• мощность имеет линейную зависимость от частоты оборотов коленвала: быстрее вращение – больше показатель;
• мощность – производная КМ;
• до определенного значения рост КМ зависим от числа оборотов: быстрее вращение – выше КМ. Но преодолев пиковое значение, он снижается.

Отсюда можно прийти к выводу, что крутящий момент – приоритетный параметр, характеризующий возможности мотора. В то же время, нельзя пренебрегать мощностью: это значит, что производители автомобилей должны настроить работу агрегата таким образом, чтобы соблюдался баланс этих величин.

Как можно увеличить крутящий момент двигателя?

1. Смена коленчатого вала. К недостатка метода можно отнести тот факт, что это редкая для многих марок авто деталь: часто ее делают на заказ. Кроме того, это снизит долговечность двигателя.
2. Расточка цилиндров. Более популярный метод, основанный на увеличении объема цилиндра. Метод доступен в большинстве автосервисных мастерских.
3. Настройка карбюратора. Зачастую используется в дополнение к расточке.
4. Увеличение турбонаддува. Доступно в моделях с турбированным двигателем. Тем не менее, снимая ограничения в блоке, который отвечает за управление компрессором – достаточно опасный способ, снижающий запас нагрузок в моторе. Тем, кто на него решается, также приходится прибегать к увеличению камеры сгорания, улучшению охлаждения, регулировке впускного клапана и смене распредвала, коленвала и поршней.
5. Изменение газодинамики. Еще один метод, который по плечу только профессионалам. К тому же, убирая ограничения можно столкнуться не только с выросшей динамикой, а и с ухудшением сцепления.
6. Использование масляного фильтра. Простой способ, снижающий засорение двигателя и продлевающий срок эксплуатации его запчастей.

Как видно, мотор – это сложный агрегат. Он уже рассчитан с использованием сложных инженерных формул и технологий, а значит, увеличение характеристики крутящего момента нежелательно. Если желание все же есть, стоит обратить внимание на два первых пункта. Можно, конечно, попытаться устранить заводские дефекты: убрать в камерах сгорания непродуваемые зоны и убрать в стыках заостренные углы, а также, неровности на клапанах. Но придется доверить эти операции специалистам своего дела.

Отдельно стоит сказать о так называемых усилителях КМ: их принцип основан на отборе мощности уменьшением оборотов, что не лучшим способом сказывается на долговечности конструкции. Подобные решения не увеличивают КМ, а позволяют его плавно менять на постоянных оборотах.

Какому двигателю отдать предпочтение?

В настоящий момент к привычным ДВС на дизельном топливе или бензине добавились еще и электродвигатели. Во всех этих конструкциях крутящий момент двигателя может кардинально отличаться.

Бензиновый двигатель

Действие основано на впрыске и формировании воздушно-топливной смеси с последующим возгоранием от искры свечей зажигания. Процесс происходит при температуре в 500 градусов, а коэффициент сжатия находится в районе 10 единиц.

Дизельный двигатель

Здесь коэффициент сжатия достигает уже 25 единиц, а температура составляет 900 градусов. При таких условиях смесь воспламеняется без необходимости в использовании свечей.

Электродвигатель

Пожалуй, самый простой и прогрессивный вариант, который лучше вообще исключить из списка. Дело в том, что трехфазный асинхронный двигатель работает по другому принципу, кардинально отличающемуся от традиционных ДВС. Здесь пикового КМ в 600 Нм можно достичь на любой скорости. Если же говорить о «лошадях», у Теслы их количество составит 416.

Но пока электрокары не получили повсеместного распространения. И если этот вариант по каким-либо причинам недоступен, рассмотрим особенности бензиновых и дизельных агрегатов. При одинаковых объемах первый способен давать высокую скорость, второй – быстрый разгон.

В заключение

Как уже отмечалось, КМ требует внимания непосредственно при выборе авто. Зная ключевые особенности двигателей, теперь не составит труда определиться с выбором. Что до увеличения значений крутящего момента в имеющейся машине, не стоит забывать о балансе, заложенном производителем, и уж тем более нежелательно прибегать к кардинальным мерам. Увеличение динамики можно рекомендовать только в силовых агрегатах, причем КМ должен располагаться в диапазоне, где он может достигать пиковых значений. Как бы там ни было, планомерное распространение электрокаров вскоре может избавить от мук выбора. А пока, лучше быть осведомленным в технических деталях машины, как минимум, это позволит не теряться среди вопросов коллег-автолюбителей.

Описание параметра «Характеристика крутящего момента»

Момент ускорения (и среднеквадратичный крутящий момент)

Теперь, когда мы понимаем расчеты момента нагрузки и инерции нагрузки, мы на два шага ближе к выбору двигателя. Вам может быть интересно, почему я разделил вычисления момента нагрузки и момента ускорения. Это потому, что для расчета момента ускорения необходимо сначала рассчитать инерцию нагрузки и скорость.

Здесь мы показываем типичный профиль движения с областью ускорения, постоянной скорости и замедления.

• Пуск с нулевой скорости
• Ускорение с t1
• Постоянная скорость при Нм в течение t0-t1-t1
• Замедлить с t1
• Остановка на нулевой скорости

В отличие от крутящего момента нагрузки (который является постоянным), момент ускорения — это крутящий момент, необходимый для ускорения (или замедления) инерционной нагрузки до ее целевой скорости. Он присутствует только при ускорении (или замедлении) инерционной нагрузки.

Общий требуемый крутящий момент представляет собой сумму крутящего момента нагрузки и крутящего момента при ускорении, как показано ниже (с коэффициентом безопасности, который необходимо покрыть, если мы не знаем).

Математически момент ускорения состоит из инерции нагрузки и скорости ускорения, как показано ниже. Это наиболее распространенное уравнение, используемое для расчета момента ускорения для всех типов двигателей.

Шаговые двигатели и серводвигатели могут использовать другую формулу, поскольку они имеют дело со скоростью импульса (Гц).Доступны два уравнения для 2 типов профилей движения: с ускорением / замедлением или без него.

В следующем примере давайте попробуем вычислить момент нагрузки, инерцию нагрузки и момент ускорения, используя то, что мы уже узнали. Лично я сначала рассчитываю инерцию нагрузки, затем момент нагрузки, затем скорость, а затем момент ускорения. Информация ниже описывает моторный механизм и заданные параметры.

Рассчитайте инерцию нагрузки для винта, затем таблицы и нагрузки по отдельности, затем сложите их.Инерцию нагрузки можно использовать для предварительного выбора двигателя, который я немного объясню.

Используйте уравнение крутящего момента нагрузки для винтов и заполните все пропуски для переменных. Убедитесь, что вы используете правильное уравнение для конкретного приложения.

Требуемая скорость рассчитывается по следующему уравнению. Используйте шаг / шаг винта PB, чтобы преобразовать линейную скорость в об / мин.

Вот несколько формул для шаговых двигателей при работе с импульсной скоростью (Гц).

Вот общая формула ускоряющего момента для всех двигателей.

Нам просто нужно заполнить пропуски для переменных. Чтобы вычислить ускоряющий момент Ta, предварительно выбирает двигатель на основе инерции нагрузки (как упоминалось ранее), затем подставляет значение J0 инерции ротора для этого двигателя в уравнение ускоряющего момента.

После того, как вы сделаете предварительный выбор двигателя на основе инерции нагрузки, найдите инерцию ротора двигателя в технических характеристиках, затем введите значение J0, чтобы завершить расчет момента ускорения.

На всякий случай вот еще одно уравнение для момента ускорения в единицах Гц. «i» означает передаточное число.

Сложите момент нагрузки и момент ускорения для получения общего требуемого момента. Нам понадобится шаговый двигатель с крутящим моментом не менее 0,85 Нм.

Однако это без запаса прочности. Если вы используете коэффициент безопасности 2, тогда нам понадобится шаговый двигатель, который может выдавать 1.Крутящий момент 7 Нм при 1200 об / мин; в зависимости от скорости разгона / замедления. Коэффициенты безопасности определяются на основе точности переменных.

Для серводвигателей необходимо выполнить еще один расчет, а именно среднеквадратичный крутящий момент. Среднеквадратичный крутящий момент, или среднеквадратичный крутящий момент, относится к среднему значению крутящего момента, который учитывает все изменяющиеся значения крутящего момента, используемые во время работы, а также продолжительность времени, необходимого для каждого значения крутящего момента. Среднеквадратичный крутящий момент используется для определения правильного размера двигателя во избежание тепловой перегрузки.

Для серводвигателей требуемый крутящий момент должен быть ниже пикового крутящего момента двигателя, а среднеквадратичный крутящий момент должен быть ниже номинального крутящего момента двигателя. Поскольку пиковый крутящий момент требует высокого уровня тока двигателя, его нельзя поддерживать непрерывно без перегрева двигателя.

Давайте теперь посмотрим на уравнение для среднеквадратичного крутящего момента и визуализируем переменные в шаблоне профиля движения.

Для этого приложения нам необходим двигатель с высокой точностью позиционирования (останова), который может быть шаговым или серводвигателем.

Для шагового двигателя мы должны соответствовать или превосходить следующие требования.

Инерция нагрузки = 5,56 × 10−4 [кг · м2]

Общий крутящий момент = 0,85 [Н · м] *

Максимальная скорость = 1200 об / мин］

Для серводвигателя мы должны соответствовать или превосходить следующие требования.

Инерция нагрузки = 5,56 × 10−4 [кг · м2]

Общий крутящий момент = 0,85 [Н · м] *

RMS крутящий момент = 0,24 ［Н · м］

Максимальная скорость = 1200 об / мин］

* Расчетный крутящий момент не включает коэффициент безопасности.

Имея требуемый крутящий момент, инерцию нагрузки и требуемую скорость, у нас есть достаточно информации для выбора двигателя. Однако есть еще один важный критерий, который следует учитывать, чтобы поддерживать долгую жизнь. ПОДСКАЗКА: это как-то связано с подшипниками. Подпишитесь, чтобы получать новые сообщения.

Заинтересованы в техническом семинаре для вашей команды инженеров?

Я что-то пропустил? Прокомментируйте, если есть что добавить.

Далее:

Как измерить крутящий момент на существующем валу

Как измерить крутящий момент на существующем валу

Вот три наиболее распространенных метода измерения крутящего момента на существующем валу без модификации или разборки.

1) Счетчик электроэнергии

Относительно простой метод оценки крутящего момента на выходном валу электродвигателя — это измерение потребляемой электроэнергии с помощью измерителя электрической мощности.Измеритель рассчитывает потребляемую мощность, измеряя ток и напряжение в линии, приводящей двигатель. Потребляемая электрическая мощность преобразуется в расчетный крутящий момент, зная скорость вала (обычно измеряемую тахометром) и КПД двигателя (обычно указывается производителем двигателя). Это считается косвенным измерением крутящего момента, поскольку это не истинный механический крутящий момент, а зависимость от измерений электрической мощности до теоретического значения крутящего момента.

Несмотря на то, что этот метод довольно недорогой и простой в установке, точность этого метода невысока, поскольку эффективность двигателя может существенно варьироваться в зависимости от ряда факторов, включая скорость, входное напряжение, выходную нагрузку и температуру.Этот метод применим только для трансмиссий с электродвигателем и неточно реагирует на быстро меняющиеся условия крутящего момента, что делает его идеальным только в ситуациях, когда требуется «полное» измерение крутящего момента.

2) Ячейка крутящего момента с зажимом

Фиксирующая ячейка крутящего момента физически закреплена на валу. Эти системы включают предварительно установленный датчик (обычно тензодатчик или оптический). Датчик измеряет деформацию (или «скручивание») на валу и преобразует его в значение измерения крутящего момента с помощью ряда вычислений, которые зависят от геометрии и свойств вала.

Основным преимуществом этих систем является то, что установка не требует применения датчика (например, тензодатчика) .Одна из основных проблем, связанных с системами измерения крутящего момента с фиксацией, заключается в том, что датчик удален от поверхность вала, что может привести к высокой степени погрешности измерения. Сложение механических компонентов между валом и датчиком увеличивает неопределенность измерений и усугубляет влияние изменений окружающей среды (например, температуры) на систему.Системы зажимов также довольно громоздки. Для правильной установки им требуется значительная доступная площадь вала, что может быть проблематичным, если вы работаете в ограниченном пространстве.

3) Телеметрия крутящего момента для поверхностного монтажа

Система измерения вращающего момента для поверхностного монтажа основана на тензометрическом датчике , установленном непосредственно на поверхности вала. Датчик работает так же, как датчик крутящего момента с зажимом (измеряя «скручивание» вала), и передает данные с вала с помощью телеметрии, которая представляет собой беспроводной бесконтактный метод передачи данных.(Для более подробного объяснения рабочих концепций телеметрической системы см. Как работает телеметрия крутящего момента )

Почему бы не использовать контактное кольцо?

Контактные кольца — распространенный метод передачи данных, но у них есть несколько недостатков по сравнению с телеметрией. Поскольку контактное кольцо требует контакта между валом и статором, узел может создавать шум в сигнале. Контактные поверхности со временем изнашиваются, что со временем требует замены компонентов.По этим причинам передача данных телеметрии является более эффективным и долгосрочным вариантом.

Поскольку тензодатчик монтируется непосредственно на валу и как можно ближе к нагрузке, телеметрия крутящего момента для поверхностного монтажа обеспечивает одно из самых прямых, точных и экономичных решений для измерения крутящего момента. Уменьшенный профиль систем позволяет использовать их во многих приложениях с ограниченным пространством, где фиксация крутящего момента невозможна.

Потенциальная проблема с системами телеметрии крутящего момента для поверхностного монтажа заключается в том, что они требуют установки тензодатчиков в полевых условиях.Тем не менее, это то, чего легко добиться при надлежащей тренировке. Типичное время установки полной системы телеметрии Бинсфельда составляет 4 часа на каждую шахту.

Сравнение методов измерения крутящего момента вращения

В приведенной ниже таблице представлено четкое сравнение всех четырех методов измерения крутящего момента, обсуждаемых в этой статье:

Какая система измерения крутящего момента мне подходит?

Если вы ищете лучший способ измерения крутящего момента на существующем валу, выбор между упомянутыми выше вариантами сводится к тому, что для вас наиболее важно. Если ваше приложение выиграет от получения наиболее точных результатов при небольшом профиле и по разумной цене, система телеметрии крутящего момента для поверхностного монтажа, вероятно, станет лучшим вариантом. Конечно, необходимо учитывать множество других факторов.

Если вам нужна помощь в определении наиболее подходящего метода измерения крутящего момента для вашего приложения, не стесняйтесь обращаться к специалистам Binsfeld Engineering Inc. Мы будем рады ответить на любые ваши вопросы об измерении крутящего момента на существующем вращающемся валу.Позвоните нам по телефону 231-334-4383 или свяжитесь с нами через Интернет сегодня.

Измерение и анализ мощности электродвигателя

Билл Гэтеридж, менеджер по продукции, Power Measuring Instruments, Yokogawa Corporation of America

Часть 1: Основные измерения электрической мощности

Электродвигатели — это электромеханические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую. Несмотря на различия в размере и типе, все электродвигатели работают во многом одинаково: электрический ток, протекающий через катушку с проволокой в ​​магнитном поле, создает силу, которая вращает катушку, создавая крутящий момент.

Понимание выработки электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим, поэтому давайте начнем с обзора основных измерений электрической и механической мощности.

Что такое мощность? В самом простом виде мощность — это работа, выполняемая в течение определенного периода времени. В двигателе мощность передается на нагрузку путем преобразования электрической энергии в соответствии со следующими законами науки.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов.Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Умножив напряжение на соответствующий ток, можно определить мощность.

P = V * I, где мощность (P) в ваттах, напряжение (V) в вольтах, а ток (I) в амперах

Ватт (Вт) — единица мощности, определяемая как один джоуль в секунду. Для источника постоянного тока вычисление представляет собой просто умножение напряжения на ток: W = V x A. Однако определение мощности в ваттах для источника переменного тока должно включать коэффициент мощности (PF), поэтому W = V x A x PF для переменного тока. системы.

Коэффициент мощности представляет собой безразмерное соотношение в диапазоне от -1 до 1 и представляет количество реальной мощности, выполняемой при работе с нагрузкой. При коэффициенте мощности меньше единицы, что почти всегда имеет место, будут потери реальной мощности. Это связано с тем, что напряжение и ток в цепи переменного тока имеют синусоидальную природу, а амплитуда тока и напряжения цепи переменного тока постоянно смещается и обычно не идеально совмещена.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток (P = V * I), мощность является максимальной, когда напряжение и ток выстраиваются вместе, так что пики и нулевые точки на формах волны напряжения и тока возникают одновременно.Это типично для простой резистивной нагрузки. В этой ситуации две формы сигналов находятся «в фазе» друг с другом, а коэффициент мощности будет равен 1. Это редкий случай, поскольку почти все нагрузки не просто обладают идеальным сопротивлением.

Говорят, что две формы сигнала «не в фазе» или «сдвинуты по фазе», когда два сигнала не коррелируют от точки к точке. Это может быть вызвано индуктивными или нелинейными нагрузками. В этой ситуации коэффициент мощности будет меньше 1, и реальная мощность будет меньше.

Из-за возможных колебаний тока и напряжения в цепях переменного тока мощность измеряется несколькими способами.

Реальная или истинная мощность — это фактическая мощность, используемая в цепи, и измеряется в ваттах. В цифровых анализаторах мощности используются методы оцифровки сигналов входящего напряжения и тока для расчета истинной мощности в соответствии с методом, показанным на Рисунке 1.

В этом примере мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток (I), а затем интегрируется за определенный период времени (t). Истинный расчет мощности будет работать с любым типом сигнала независимо от коэффициента мощности (рисунок 2).

Гармоники создают дополнительную сложность. Несмотря на то, что электрическая сеть номинально работает на частоте 60 Гц, существует много других частот или гармоник, которые потенциально могут существовать в цепи, а также может быть составляющая постоянного или постоянного тока. Общая мощность рассчитывается путем рассмотрения и суммирования всего содержимого, включая гармоники.

Методы расчета, показанные на Рисунке 2, используются для обеспечения точного измерения мощности и истинных измерений среднеквадратичного значения для любого типа сигнала, включая все гармонические составляющие, вплоть до полосы пропускания прибора.

Измерение мощности

Теперь мы посмотрим, как на самом деле измерить мощность в данной цепи. Ваттметр — это прибор, который использует напряжение и ток для определения мощности в ваттах. Теория Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется минимум на один ваттметр меньше, чем количество проводов. Например, однофазная двухпроводная схема будет использовать один ваттметр с одним измерением напряжения и одним измерением тока.

Однофазная трехпроводная двухфазная система часто встречается в проводке общего корпуса.Эти системы требуют двух ваттметров для измерения мощности.

В большинстве промышленных двигателей используются трехфазные трехпроводные схемы, которые измеряются двумя ваттметрами. Таким же образом потребуются три ваттметра для трехфазной четырехпроводной схемы, при этом четвертый провод является нейтральным.

На рис. 3 показана трехфазная трехпроводная система с нагрузкой, подключенной с использованием метода измерения двух ваттметров. Измеряются два линейных напряжения и два связанных фазных тока (с помощью ваттметров Wa и Wc).Четыре измерения (линейный и фазный ток и напряжение) используются для достижения общего измерения.

Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и низкая стоимость установки делают его подходящим для производственных испытаний, при которых требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.

Для инженерных и научно-исследовательских работ лучше всего подходит трехфазный трехпроводной метод с тремя ваттметрами, так как он предоставляет дополнительную информацию, которая может использоваться для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от a до b, от b до c, от c до a), и контролируются все три тока.

Рис. 4. При проектировании двигателей и приводов просмотр всех трех значений напряжения и тока является ключевым, поэтому лучшим выбором является метод трех ваттметров на рисунке выше.

Измерение коэффициента мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Ø). Это определяется как коэффициент мощности «смещения» и подходит только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как активная мощность в ваттах, деленная на полную мощность в напряжении-амперах. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных.

Однако, если нагрузка несимметрична (фазные токи разные), это может привести к ошибке при вычислении коэффициента мощности, поскольку в вычислении используются только два измерения ВА. Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, будет получен ошибочный результат.

Следовательно, лучше всего использовать метод трех ваттметров для несимметричных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несимметричных нагрузок.

от Yokogawa и некоторых других компаний используют описанный выше метод, который называется методом подключения 3V-3A (три напряжения и три тока). Это лучший метод для инженерных и проектных работ, поскольку он обеспечивает правильные измерения общего коэффициента мощности и ВА для симметричной или несимметричной трехпроводной системы.

Основные измерения механической мощности

В электродвигателе механическая мощность определяется как скорость, умноженная на крутящий момент.Механическая мощность обычно определяется как киловатты (кВт) или лошадиные силы (л.с.), причем один ватт равен одному джоулю в секунду или одному ньютон-метру в секунду.

Лошадиная сила — это работа, выполняемая за единицу времени. Один л.с. равен 33 000 фунт-футов в минуту. Преобразование л.с. в ватты достигается с помощью этого соотношения: 1 л.с. = 745,69987 Вт. Однако преобразование часто упрощается, используя 746 Вт на л.с. (Рисунок 9).

Для асинхронных двигателей переменного тока фактическая скорость вращения ротора — это скорость вращения вала (ротора), обычно измеряемая с помощью тахометра.Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля статора, рассчитанная как 120-кратная частота сети, деленная на количество полюсов в двигателе. Синхронная скорость — это теоретическая максимальная скорость двигателя, но из-за потерь ротор всегда будет вращаться немного медленнее, чем синхронная скорость, и эта разница скоростей определяется как скольжение.

Скольжение — это разница в скорости ротора и синхронной скорости. Для определения процента скольжения используется простой процентный расчет синхронной скорости минус скорость ротора, деленная на синхронную скорость.

КПД можно выразить в простейшей форме как отношение выходной мощности к общей входной мощности или КПД = выходная мощность / входная мощность. Для двигателя с электрическим приводом выходная мощность является механической, в то время как входная мощность является электрической, поэтому уравнение эффективности выглядит следующим образом: КПД = механическая мощность / входная электрическая мощность.

Часть 2: Выбор приборов для измерения и анализа мощности электродвигателя

Различные ассоциации разработали стандарты тестирования, которые определяют точность приборов, необходимых для соответствия их стандарту: IEEE 112 2004, NVLAP 160 и CSA C390. Все три включают стандарты для измерения входной мощности, напряжения и тока, датчиков крутящего момента, скорости двигателя и т. Д. Трансформаторы тока (CT) и трансформаторы напряжения (PT) являются одними из основных контрольно-измерительных приборов, используемых для выполнения этих измерений.

Соответствующие стандарты очень похожи, за некоторыми исключениями. Допустимые инструментальные ошибки для стандартов IEEE 112 2004 и NVLAP 150 идентичны; однако CSA C390 2006 имеет некоторую разницу в температурах и показаниях.

Например, входная мощность для CSA C390 2006 составляет ± 0,5% от показания и должна включать ошибки CT и PT, тогда как для IEEE 112 2004 и NVLAP 150 требуется только ± 0,5% от полной шкалы.

Датчики тока

Датчики тока обычно требуются для тестирования, потому что сильный ток нельзя подать непосредственно в измерительное оборудование. Доступен целый ряд датчиков для конкретных приложений. Накладные датчики могут использоваться с анализаторами мощности. Также можно использовать щупы для осциллографа, но при их использовании следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить воздействия на инструмент высоких токов.

Для трансформаторов тока подводящий провод может быть подключен через окно (трансформаторы тока обычно имеют форму пончика или продолговатую, с отверстием или внутренней частью, называемыми окном), или слаботочные соединения могут быть выполнены с клеммами в верхней части устройство. Шунты обычно используются для приложений постоянного тока, но не переменного тока или искаженных частот, хотя их можно использовать для синхронных двигателей с частотой до нескольких сотен Гц.Доступны специализированные трансформаторы тока, которые хорошо работают на высоких частотах, которые чаще встречаются в осветительных приборах, а не в двигателях и приводах.

Yokogawa вместе с LEM Instruments разработали уникальную систему трансформаторов тока, которая обеспечивает высокую точность в диапазоне от постоянного тока до кГц. Это трансформатор активного типа, который использует блок кондиционирования источника питания и обеспечивает точность приблизительно от 0,05 до 0,02% от показаний. Этот тип системы трансформатора тока обеспечивает очень высокую точность измерений, особенно для частотно-регулируемых приводов, которая может варьироваться от 0 Гц до рабочей скорости подключенного двигателя.

Трансформаторы напряжения просто преобразуют напряжение с одного уровня на другой. В измерительных приложениях иногда требуются понижающие трансформаторы для снижения напряжения, подаваемого на измерительный прибор, хотя многие приборы могут работать с относительно высокими напряжениями и не требуют понижающего трансформатора.

Измерительные трансформаторы обычно представляют собой комбинацию трансформатора тока и трансформатора напряжения и могут уменьшить количество необходимых преобразователей в некоторых измерительных приложениях.

Рекомендации и меры предосторожности при выборе

При принятии решения, какое устройство использовать, первым вопросом является частотный диапазон измеряемых параметров. Для синусоидальных волн постоянного тока можно использовать шунты постоянного тока, которые обеспечивают высокую точность и простую установку. Для приложений переменного и постоянного тока можно использовать эффект Холла или измерительный трансформатор активного типа. Технология эффекта Холла имеет более низкую точность, в то время как активный тип обеспечивает большую точность. Различные измерительные трансформаторы могут работать на высоких частотах 30 Гц и более, но их нельзя использовать для постоянного тока.

Следующее соображение — требуемый уровень точности. Для измерительного трансформатора это обычно указывается как точность передаточного числа витков. Фазовый сдвиг — еще один важный фактор, и он очень важен, потому что многие трансформаторы предназначены только для измерения тока и не имеют компенсации фазового сдвига.

Фазовый сдвиг в основном зависит от коэффициента мощности при измерении мощности и, таким образом, влияет на расчет мощности. Например, трансформатор тока, который имеет максимальный фазовый сдвиг 2 ° как часть своей спецификации, внесет ошибку косинуса (2 °) или 0. 06% погрешность. Пользователь должен решить, приемлем ли этот процент ошибок для приложения.

Источником тока является трансформатор тока. Согласно закону Ома, напряжение (E) равняется току через проводник (I), умноженному на сопротивление (R) проводника в единицах Ом. Открытие вторичной обмотки трансформатора тока фактически увеличивает сопротивление до бесконечности. Это означает, что внутренний ток насыщает катушку, напряжение также стремится к бесконечности, и устройство повреждается или разрушается.Что еще хуже, трансформатор тока со случайно разомкнутой вторичной обмоткой может серьезно травмировать рабочих.

Никогда не размыкайте вторичную обмотку трансформатора тока. Пользователи могут получить серьезные травмы, а CT может быть поврежден или разрушен.

Совместимость приборов

Чтобы определить совместимость прибора, необходимо определить выходной уровень ТТ. Клеммные и другие трансформаторы тока обычно имеют выходной сигнал, указанный в милливольтах на ампер, миллиампер на ампер или ампер. Типичный выходной ток измерительного ТТ может быть указан от 0 до 5 ампер.

Необходимо учитывать импеданс и нагрузку на ТТ, которые являются факторами, на которые влияет количество проводов, используемых для подключения ТТ к прибору. Эта проводка является сопротивлением или нагрузкой на прибор и, следовательно, может повлиять на измерения.

при неправильном использовании могут создавать собственный набор проблем. Многие пробники осциллографа предназначены для работы с входным сопротивлением осциллографа, но диапазоны входного сопротивления анализатора мощности могут отличаться, и это необходимо учитывать.

Еще один аспект, который следует учитывать при определении совместимости прибора, — это физические требования к устройству. Размер необходимо учитывать вместе с типом трансформатора тока, например, накладным или кольцевым, каждый из которых будет лучше работать в конкретной ситуации.

Пример системы трехфазного двигателя

Теперь рассмотрим типичное трехфазное трехпроводное измерение мощности двигателя с помощью метода двух ваттметров. Теорема Блонделя утверждает, что количество требуемых измерительных элементов на единицу меньше количества токонесущих проводников.Это позволяет измерять мощность в трехфазной трехпроводной системе с использованием двух преобразователей при отсутствии нейтрали. Однако, когда есть нейтраль, используются три преобразователя, поскольку теперь имеется четыре проводника.

Трехфазное питание в основном используется в коммерческих и промышленных средах, особенно для питания двигателей и приводов, поскольку более экономично эксплуатировать большое оборудование с трехфазным питанием. Для расчета трехфазной мощности напряжение каждой фазы умножается на ток каждой фазы, который затем умножается на коэффициент мощности, и это значение умножается на квадратный корень из трех (квадратный корень из 3 равен равно 1.732).

Для измерения трехфазной мощности, потребляемой нагруженным двигателем, подключается анализатор мощности. На рисунке 1 показано типичное соединение с дисплеем, на котором показаны все три напряжения, все три тока, общая мощность и коэффициент мощности.

На рисунке 2 показано трехфазное трехпроводное измерение мощности, выполненное с использованием метода двух ваттметров. Перечислены все три тока и напряжения, а также общие ВА и ВАР. Эта конфигурация может отображать показания мощности отдельных фаз, но их не следует использовать напрямую, потому что для этого метода измерения только полная мощность является точным показанием.

В основном, при использовании метода двух ваттметров в трехпроводной трехфазной системе невозможно измерить мощность отдельной фазы, а также невозможно измерить какие-либо параметры фазы, включая коэффициенты мощности фазы. Однако можно измерить все параметры фазы.

Для трехфазного двигателя с трехпроводным соединением треугольником возможно измерение линейных напряжений и отдельных фазных токов. Поскольку нейтрали нет, измерять фазные напряжения невозможно.Эта ситуация приводит к некоторым показаниям, которые необходимо пояснить.

Глядя на формы сигналов на Рисунке 3, можно увидеть линейные напряжения Vab, Vbc и Vac. Линейные напряжения, видимые прибором, в сбалансированной системе разнесены на 60 °. Токи — это фазные токи, которые приборы видят под углом 120 °.

Другое представление этой системы изображено на векторной диаграмме Phasor, показанной на рисунке 4. Треугольник в верхней части этого рисунка показывает измерения линейного напряжения черным цветом, значения фазного напряжения красным (но это теоретические потому что нейтрали нет), а фазные токи синим цветом.

В нижней части рисунка показаны разности фаз между напряжениями и токами. Опять же, обратите внимание, что линейные напряжения разнесены на 60 °, а фазные токи разнесены на 120 °. Еще одна деталь заключается в том, что если бы верхняя диаграмма представляла чисто резистивную нагрузку, то синие токи были бы синхронизированы с красными напряжениями. Однако при индуктивной нагрузке (например, в двигателе) синие векторы тока не совпадают по фазе с напряжениями.

Кроме того, для этого метода измерения на нижней диаграмме векторы тока всегда будут иметь дополнительный сдвиг на 30 ° от напряжения. Суть в том, что правильно настроенный анализатор мощности учтет все эти условия.

Что, если фазная мощность и фазовый коэффициент мощности должны быть точно измерены в трехфазной трехпроводной системе, а не просто приблизительно? На рис. 5 показан метод, позволяющий измерять параметры фазы трехфазного трехпроводного двигателя путем создания плавающей нейтрали.

Однако у этой техники есть ограничения. Он будет хорошо работать на входе асинхронного двигателя, синхронного двигателя или аналогичного двигателя без привода с регулируемой скоростью.Следует соблюдать осторожность при использовании этого метода в системе привода с регулируемой скоростью, поскольку высокочастотные искаженные формы сигналов и гармоники могут вызвать несогласованные измерения.

Более того, метод плавающей нейтрали работает только для оборудования с синусоидальной формой волны. С помощью привода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) можно включить линейный фильтр 500 Гц (фильтр нижних частот), который затем позволит отображать показания для основной частоты, но не для общей частоты.

Трехпроводные и четырехпроводные измерения мощности

Важно понимать, что мощность будет считываться одинаково независимо от того, измерена ли она трехфазным трехпроводным или трехфазным четырехпроводным методом.Однако при трехфазном четырехпроводном соединении измеряемые значения напряжения представляют собой фазные напряжения от линии к нейтрали.

Рисунок 6 — снимок экрана анализатора мощности, который показывает, насколько близки показания мощности и коэффициента мощности для привода с ШИМ, работающего с двигателем, сравнивая трехфазный трехпроводной вход с фильтром 500 Гц с трехфазным четырехпроводным. вход с плавающей нейтралью.

В альтернативном решении используется функция измерения дельты, которая есть в анализаторах мощности Yokogawa.Функция измерения дельты использует мгновенные измерения линейного напряжения и фазного тока для получения истинного линейного напряжения, даже если фазы не сбалансированы. Это возможно благодаря вычислению векторной амплитуды внутри процессора. Эта функция также обеспечивает измерения фазной мощности в трехпроводной цепи. Решение для измерения дельты также обеспечивает нейтральный ток.

Часть 3: Измерения электрической мощности для трехфазного двигателя переменного тока

Полное тестирование системы привода и двигателя на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции) представляет собой трехэтапный процесс.Шаг 1 — это точное измерение входной и выходной мощности привода с регулируемой скоростью ШИМ для определения эффективности привода и потерь мощности. Шаг 2 — точное измерение входной мощности двигателя, а шаг 3 — точное измерение механической мощности двигателя.

Оптимальный метод — объединить все три шага с использованием одного анализатора мощности, чтобы исключить временной сдвиг. Это также обеспечивает отличные расчеты эффективности в едином программно-аппаратном решении.

Рис. 7. На этом снимке экрана анализатора мощности показано, как функцию измерения дельты можно использовать для получения истинных показаний и мощности фазы, даже если фазы не сбалансированы.

В некоторых анализаторах мощности есть опция двигателя, в которой сигналы скорости и момента могут быть интегрированы таким образом. Эти анализаторы мощности могут измерять электрическую мощность и механическую мощность и отправлять данные на ПК с запущенным программным обеспечением от оригинального производителя анализатора или заказным программным обеспечением от системного интегратора.

Измерения привода ШИМ для двигателей переменного тока

При использовании частотно-регулируемого привода с ШИМ для управления двигателем часто необходимо измерять как входной, так и выходной сигнал частотно-регулируемого привода с помощью шестифазного анализатора мощности.Эта установка может не только измерять трехфазную мощность, она также может измерять постоянную или однофазную мощность. См. Рисунок 1.

В зависимости от анализатора режим настройки будет выполняться в нормальном или среднеквадратичном режиме. Конфигурация проводки должна соответствовать приложению, например, трехфазный вход и трехфазный выход.

Любой линейный фильтр или фильтр нижних частот должен быть выключен, поскольку фильтрация затрудняет измерения. Однако фильтр пересечения нуля или частотный фильтр должен быть включен, поскольку он будет фильтровать высокочастотный шум, чтобы можно было измерить основную частоту.Это измерение необходимо при отслеживании частоты привода.

На рис. 2 показан сигнал выходного напряжения ШИМ с сильно искаженным напряжением, срезанными высокими частотами и с большим количеством шумов на токовой стороне, что затрудняет измерение. Высокочастотное переключение сигнала напряжения создает сильно искаженную форму волны с высоким содержанием гармоник. Частота варьируется от 0 Гц до рабочей скорости.

Для такого зашумленного сигнала нужны специальные датчики тока для измерения.Для точных измерений мощности PWM также требуются анализаторы мощности с широкой полосой пропускания, способные измерять эти сложные сигналы.

На рисунке 3 показан пример содержания гармоник напряжения на выходе ШИМ. Присутствуют частоты биений, а содержание гармоник напряжения превышает 500 порядков (примерно 30 кГц). Большая часть гармоник приходится на нижние частоты на токовой стороне.

Проблемы измерения привода двигателя с ШИМ

Напряжение инвертора обычно измеряется одним из двух способов.Можно использовать истинное среднеквадратичное измерение, которое включает полное содержание гармоник. Однако, поскольку основная форма волны — это в первую очередь то, что влияет на крутящий момент двигателя, можно выполнить и использовать более простые измерения. Для большинства приложений требуется измерение только основной формы волны.

Существует два основных метода измерения основной амплитуды волны напряжения. Первый и самый простой — использовать фильтр нижних частот для удаления высоких частот. Если в анализаторе мощности есть этот фильтр, просто включите его.Правильная фильтрация даст среднеквадратичное значение напряжения основной частоты инвертора. Однако этот тип фильтрации не обеспечивает истинного измерения полной мощности, поэтому фильтрация — не самый требовательный метод.

Второй метод — это метод измерения выпрямленного среднего, который выдает среднеквадратичное значение напряжения основной волны без фильтрации с помощью определения среднего значения напряжения, масштабированного до среднеквадратичного напряжения. Алгоритм выпрямленного среднего среднего за цикл обеспечит эквивалент основного напряжения, который будет очень близок к среднеквадратичному значению основной волны.

Используя этот метод, можно измерить полную мощность, общий ток и основное напряжение.

Измерение амплитуды основной волны с помощью гармонического анализа

Функцию гармонического анализа можно использовать для определения истинного основного напряжения с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для определения амплитуды каждой гармонической составляющей, включая основную волну. Это дает точное измерение среднеквадратичного напряжения основной волны. Новейшие анализаторы мощности могут выполнять одновременные измерения истинных среднеквадратических значений и гармоник.

На рисунке 4 Urms2 (среднеквадратичное значение на выходе ШИМ) является очень большим числом, а F2 (среднее значение основной гармоники) несколько ниже. Значение Urms3 (фильтрация фундаментального) дает аналогичный результат. Наконец, U2 (1) получается из анализа гармоник или вычислений FFT основной гармоники. F2, Urms3 и U2 (1) дают очень близкие результаты, но расчет U2 (1) FFT считается наиболее точным.

Инверторный ток обычно измеряется только одним способом, и это как истинный среднеквадратичный сигнал, потому что все гармонические токи способствуют повышению температуры в двигателе и ответственны за него, поэтому все они должны быть измерены.

Еще одно важное измерение связано с приводом В / Гц (вольт-на-герц). Привод с ШИМ должен поддерживать постоянное соотношение В / Гц по сравнению с рабочей скоростью двигателя. Анализатор мощности может рассчитывать В / Гц, используя среднеквадратичное значение или значение основного напряжения. Заданная пользователем математическая функция анализатора используется для построения уравнения для этого измерения.

Измерение напряжения шины постоянного тока

Напряжение на шине постоянного тока в ШИМ может быть измерено для проверки условий повышенного и пониженного напряжения.Это измерение может быть выполнено внутри привода на клеммах конденсаторной батареи. Однако более простой способ — использовать отображение формы сигнала анализатора мощности с измерением курсора.

При отображении формы сигнала с помощью курсорного измерения необходимо убедиться, что курсор не находится прямо над небольшими выступами на дисплее. Вместо этого курсор должен располагаться поперек формы сигнала, чтобы выполнить точное измерение. На рисунке 5 показано измерение напряжения ШИМ при высокоскоростном переключении.Курсор помещается для чтения значения, например 302,81 В.

Измерения механической мощности

Механическая мощность измеряется как скорость двигателя, умноженная на крутящий момент двигателя. На рынке существует множество различных типов датчиков скорости и крутящего момента, которые работают с различными двигателями. Хотя анализаторы Yokogawa могут взаимодействовать с большинством датчиков скорости и крутящего момента, все же целесообразно подтверждать совместимость в каждом случае. Эти датчики могут использоваться для предоставления информации о механических измерениях для расчета измерений механической мощности в анализаторе мощности.

Многие датчики поставляются с интерфейсной электроникой для правильной обработки сигнала для работы с анализаторами мощности или другим оборудованием. Кондиционированный сигнал может быть аналоговым выходом или выходом последовательной связи, который идет на ПК и его прикладное системное программное обеспечение.

Одним из вариантов измерения механической мощности является использование как датчика, так и соответствующего измерительного прибора от данного производителя. Такой подход имеет преимущества, поскольку датчики будут точно согласованы с прибором.Будут доступны показатели крутящего момента, скорости и мощности, и, вероятно, будут варианты подключения к ПК вместе с соответствующим прикладным программным обеспечением.

Более интегрированный подход изображен на рисунке 6. В этой конфигурации выходные сигналы сигналов скорости и крутящего момента от измерительных приборов датчика подключаются непосредственно к входам скорости и крутящего момента анализатора мощности. Это дает большое преимущество, заключающееся в том, что измерения электрической и механической мощности могут оцениваться одновременно, а расчет эффективности выполняется непрерывно.

КПД двигателя, привода и системы

КПД инвертора в простейшей форме рассчитывается как выходная мощность, деленная на входную мощность, и выражается в процентах. Один из методов, используемых для измерения входной и выходной мощности, заключается в простом подключении измерителей мощности к входу и выходу, при этом показания двух измерителей используются для расчета эффективности.

Более комплексным методом является использование анализатора мощности с несколькими входами для одновременного измерения входа и выхода, как показано на рисунке 1. Это приводит к более точному расчету эффективности, поскольку он использует один анализатор мощности для устранения потенциальных ошибок, вызванных измерениями временного сдвига.

С помощью внутренних математических вычислений, предоставляемых анализатором, можно настроить очень простое вычисление через меню для расчета потерь привода и эффективности привода.

Какой метод мне следует использовать?

IEEE 112 — это промышленный стандарт США для тестирования двигателей, в котором описаны несколько методов.На рисунке 7 показан дисплей анализатора мощности, поддерживающий «Метод A» стандарта IEEE 112, в котором вся механическая мощность делится на общую мощность, потребляемую двигателем. Стандарт определяет многие параметры, помимо измерений тока и напряжения двигателя, и предоставляет инструкции по проведению общепринятых испытаний и составлению отчетов для многофазных и асинхронных двигателей и генераторов. Кроме того, стандарт содержит 11 методов испытаний, чтобы определить, как проводить измерения эффективности двигателей.

Метод испытания A — ввод-вывод, определенный в IEEE 112: КПД рассчитывается как отношение выходной мощности измерения к измеренной входной мощности после корректировки температуры и динамометра, если применимо.Испытания проводятся при номинальной нагрузке с помощью механического тормоза или динамометра. Этот рейтинг должен быть ограничен двигателями с номинальной полной нагрузкой не более 1 кВт.

Метод испытаний B — ввод-вывод с разделением потерь: в методе B выполняются измерения как входной, так и выходной мощности, но различные потери разделяются. Большинство этих потерь просто выделяют тепло, которое должно рассеиваться двигателем в сборе, и представляют собой энергию, недоступную для выполнения работы. Этот метод является признанным стандартом тестирования U.S. автомобилестроение для двигателей с полной нагрузкой от 1 до 300 кВт.

Хотя оба метода A и B работают, метод B требует большого количества инструментов и обычно выполняется только производителями двигателей. Поскольку большинство производителей используют метод B, а большинство пользователей предпочитают метод A, расчеты эффективности между ними могут отличаться. Данные производителей двигателей и приводов могут использовать разные скорости двигателя, испытательные нагрузки или другие условия испытаний.

Заключение

При измерении мощности электродвигателя необходимо учитывать множество факторов, например, полный и истинный коэффициент мощности.Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

После принятия решения об использовании анализатора мощности необходимо принять решение о частотном диапазоне и уровне точности. Совместимость приборов — еще один важный аспект безопасного получения точных показаний, особенно с трансформаторами тока, и это та область, где необходимо учитывать ввод / опции анализатора. При правильных входных сигналах датчиков измерения механической мощности также можно проводить с помощью анализатора мощности. Выбор правильных датчиков скорости и крутящего момента — это первый шаг в определении механической мощности.

Некоторые анализаторы мощности также позволяют выполнять измерения с ШИМ. Однако настройка анализатора для измерения ШИМ также требует знания о том, как токи и напряжения будут влиять на измерения мощности.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности — важный инструмент для измерения как механической, так и электрической мощности. Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя.Выбор подходящего анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности предоставят точные и очень ценные данные.

Как определить требования к крутящему моменту и скорости двигателя

Диапазон рабочих скоростей

В зависимости от типа применения может быть трудно достичь желаемого диапазона скорости. Как правило, в зависимости от размера двигателя и типа нагрузки для очень широкого диапазона может потребоваться специальный двигатель.

Работа на очень низких скоростях , требующая, чтобы двигатель работал на очень низкой частоте (ниже примерно 6 Гц), или очень высоких скоростях , требующих, чтобы двигатель работал на очень высоких частотах (см. Выше 90 Гц) может потребоваться специальный двигатель .

Синхронная скорость двигателя напрямую зависит от управляющей выходной частоты . Следовательно, частота, необходимая для достижения желаемой скорости приложения, может быть приблизительно определена путем деления желаемой скорости на номинальную скорость двигателя, а затем умножения на номинальную частоту двигателя.

Если минимальная или максимальная частота близка или выходит за пределы, указанные выше, то перед продолжением следует проконсультироваться с производителем двигателя.

Примеры диапазонов скоростей перечислены ниже, выраженные как отношение базовой скорости двигателя к минимальной скорости .

Примеры диапазона скорости постоянного и переменного крутящего момента

(Базовая скорость = 2500 об / мин)

Приложения с постоянной мощностью имеют диапазон скоростей, в котором базовой скоростью является самая низкая скорость, а не максимальная скорость
.

Примеры диапазона скоростей постоянной мощности в лошадиных силах

(Базовая скорость = 2500 об / мин)

Минимальная скорость (об / мин)	% Базовая скорость двигателя	Коэффициент диапазона скоростей
3750	150	3750	150	1. 5: 1
5000	200	2: 1
7500	300	3: 1

Примечание: Эти примеры диапазонов скорости предназначены только для иллюстрации.Не все двигатели могут работать в этих диапазонах.

Момент отрыва

Двигатель должен иметь достаточный крутящий момент отрыва для запуска нагрузки.

Это не относится к заблокированному ротору двигателя или пусковому крутящему моменту, опубликованному для прямого пуска. Пусковой момент ограничивается двигателем, доступным током от регулятора и настройкой регулятора.

Если статический крутящий момент , необходимый для запуска перемещения нагрузки, превышает 140 процентов крутящего момента двигателя при полной нагрузке, может потребоваться регулирование большего размера и двигатель с достаточным крутящим моментом.

Существует несколько методов, которые можно использовать для достижения требуемого крутящего момента в пределах возможностей используемых компонентов. Эти методы следует обсудить с изготовителем двигателя для достижения оптимальной конфигурации.

Ресурс: NEMA VSD Guide

Расчет постоянной крутящего момента, наконечники двигателя

Постоянная крутящего момента, Kt, двигателя — очень полезный параметр для определения размеров и управления двигателями, показывающий линейную зависимость скорости / крутящего момента.Как щеточные двигатели постоянного тока, так и бесщеточные двигатели демонстрируют эту линейную зависимость характеристик.

Не вдаваясь в теоретические подробности, Kt — это просто наклон кривой крутящего момента / тока двигателя. Единицы постоянной находятся в единицах крутящего момента на ампер. (например, Нм / ампер, унция / ампер и т. д.) Kt может быть полезен как при проектировании, так и при применении. Глядя на ток в системе, разработчик или система управления может рассчитать фактический выходной крутящий момент двигателя во время работы. Это можно использовать по-разному. Это позволяет разработчику понять фактическую нагрузку, которая наблюдается в приложении, и понять, используется ли оптимальный двигатель для приложения. На стороне управления можно настроить элемент управления с ограничением тока, чтобы гарантировать, что механическая система не будет перегружена, или его можно использовать, чтобы гарантировать, что двигатель не перегревается во время использования. Кроме того, Kt используется в приложениях с режимом крутящего момента для поддержания контролируемого крутящего момента в соответствии с требованиями приложения.

Пример: Источник питания для приложения позволяет двигателю потреблять максимальный ток 10 ампер.Исходя из конструкции, вам нужно прогнать максимальную нагрузку 10Н-м. Какой минимальный Kt необходим для этого приложения?

Следует отметить, что параметр Kt не связан с напряжением, под которым работает двигатель. Если вы используете двигатель с напряжением 12 В или 24 В постоянного тока, эта константа останется прежней. Этот атрибут двигателя очень полезен, поскольку двигатель используется в системе управления движением. Общий выходной крутящий момент системы двигателя постоянного тока поддерживается путем контроля тока, в то время как выходная скорость двигателя изменяется путем управления напряжением в двигателе.

Необходимо быстро рассчитать и преобразовать скорость, крутящий момент и мощность? Воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором STP.

Требуется ли в вашем приложении переменный крутящий момент? Узнайте об уравнении требования переменного крутящего момента.

>> Хотите узнать больше? Ознакомьтесь с 3 тестами, которые вы можете провести самостоятельно, чтобы убедиться, что якорь вашего двигателя работает правильно. Или ознакомьтесь с нашими полезными инструкциями!

Чтение констант двигателя по типичным характеристикам

могут сбивать с толку, существует много различающейся информации, и бывает сложно определить взаимосвязи из-за несогласованности названий и единиц измерения.

Вам не нужно искать константы для наших вибрационных двигателей, они уже имеют фиксированную нагрузку, и вся соответствующая информация, такая как амплитуда и частота вибрации, доступна в таблицах данных, которые вы можете скачать из нашего каталога продукции. Тем не менее, вы можете узнать константы для наших двигателей постоянного тока и мотор-редукторов постоянного тока.

Мы сделаем все возможное, чтобы прояснить как можно больше различных имен ниже. Мы также будем использовать единицы СИ — чего не хватает во многих руководствах.

Постоянная крутящего момента \ (k_ {t} \)

AKA: «Постоянная двигателя»

Единицы СИ: \ (\ frac {Nm} {A} \)

Отношение: Максимальный крутящий момент

Значение: имеет то же значение, что и постоянная напряжения двигателя \ (k_ {e} \), указанная ниже. Это \ (k_ {t} = k_ {e} \).

Постоянная напряжения двигателя, \ (k_ {e} \)

AKA: «электрическая постоянная», «константа уравнения противо-ЭДС», «константа противо-эдс», \ (k_ {b} \)

Единицы СИ: \ (\ frac {V} {rads ^ {- 1}} \) (или напряжение в радианах в секунду)

Отношение: Напряжение выше скорости

Значение: имеет то же значение, что и константа крутящего момента \ (k_ {t} \) выше. {-1}} {V} \) (или радиан в секунду при повышении напряжения)

Отношение: Скорость превышения напряжения

Значение: величина, обратная постоянной напряжению двигателя, т.е. \ (k_ {s} = \ frac {1} {k_ {e}} = \ frac {1} {k_ {t}} \)

Вы можете прочитать или вычислить указанные выше константы из наших таблиц. Важно помнить, что приведенные выше отношения основаны на идеальных двигателях и не принимают во внимание такие потери, как трение. Поэтому в полученных вами цифрах могут быть некоторые отклонения.

Для расчета постоянной крутящего момента считайте потребляемый ток при заданном крутящем моменте на графике типичных рабочих характеристик. Теперь разделите крутящий момент на ток.

Для расчета постоянной напряжения двигателя считайте скорость холостого хода (об / мин) и преобразуйте ее в радианы в секунду. Возьмите номинальное напряжение двигателя и разделите его на скорость.

Для расчета константы скорости считайте скорость холостого хода (об / мин) и преобразуйте ее в радианы в секунду. {-1}} {V}) \)

Как рассчитать новые параметры двигателя постоянного тока для модифицированной обмотки

Все чаще разработчики оборудования, использующие серводвигатели постоянного тока, обнаруживают, что им нужны индивидуальные обмотки двигателя, соответствующие конкретным приложениям. Например, при модернизации габариты и площадь основания двигателя могут уже существовать, но его рабочие характеристики больше не подходят. Или, из-за экономии на оборудовании, OEM-разработчик малосерийного или единичного оборудования по индивидуальному заказу может предпочесть не изменять физические характеристики двигателя, а необходимо изменить рабочие характеристики в соответствии с индивидуальными приложениями.

Изменение обмотки якоря влияет на многие параметры, включая постоянную крутящего момента K _t , постоянную напряжения K _e , сопротивление якоря Ra и индуктивность якоря L _a .

Пользователям двигателей было бы очень полезно иметь способ быстро вычислять новые параметры двигателя и оценивать их влияние на сервосистему. Смена обмотки — это не что иное, как новая комбинация количества витков катушки и калибра провода магнита.Процедура проста, если вы определите «точки нагрузки». В зависимости от приложений каждая точка нагрузки определяется крутящим моментом и скоростью, которые необходимы серводвигателю для выполнения своих задач.

Мощность двигателя

Мы должны пересмотреть некоторые показатели качества, которые доминируют в конструкции двигателей постоянного тока; определение параметров двигателя, на которые влияют изменения обмоток; и их внутренняя взаимосвязь. Для начала давайте определим выходную мощность двигателя как произведение крутящего момента и скорости, измеренных на валу двигателя для определенной точки нагрузки, то есть:

P _из = Ts (1)

где

P _out = Выходная мощность, Вт

T = крутящий момент, Нм

с = Скорость вала, рад / с

или

P _из = Tn /7. 04 (1а)

где

P _out = Выходная мощность, Вт

T = крутящий момент, фунт-фут

n = Частота вращения вала, об / мин

Уравнение (1) показывает, что для получения такой же продолжительной выходной мощности при более высоком крутящем моменте необходимо только пропорциональное снижение скорости. И наоборот, более высокая скорость при той же выходной мощности означает изменение крутящего момента, обратно пропорциональное увеличению скорости.

Из-за неэффективности не вся потребляемая мощность, P _в , к двигателю становится выходной мощностью.Разница между P _в и P _из составляет потери двигателя. Параметры двигателя постоянного тока зависят от способности двигателя рассеивать тепло, создаваемое потерями, без превышения максимальной рабочей температуры. Существуют ограничения на выходную мощность с точки зрения крутящего момента, скорости или того и другого.

Новая обмотка не должна снижать максимальную безопасную температуру для данного типоразмера двигателя. Поскольку начальный нагрев обычно происходит от тока якоря, это автоматически устанавливает максимально допустимый ток в обмотках якоря в течение заданного времени.Максимальный ток также ограничивает величину крутящего момента на выходном валу, который может создать двигатель. Разработчик также определяет максимальную безопасную скорость двигателя, обычно в зависимости от диаметра его ротора или, если это щеточный двигатель, от количества сегментов коллектора. Другими словами, будут пределы способности двигателя соответствовать желаемым точкам нагрузки.

Константы двигателя

Крутящий момент двигателя прямо пропорционален развиваемому току в обмотках якоря, таким образом:

T = K _t I (2)

где

T = крутящий момент, Нм

K _t = постоянный крутящий момент двигателя, Нм / А

I = Ток обмотки якоря, А или

T = [2. 254310 ^-7 ( zΦp / a )] I (2a)

где

T = крутящий момент, унция-дюйм.

z = Эффективное количество проводников на катушку

Φ = Магнитный поток в полотнах, wb

p = Количество полюсов

a = Частота вращения вала, об / мин

I = ток, А

Продолжить на странице 2

В уравнении (2) ток I может иметь максимальное пиковое значение Ipeak , которое создает максимальный крутящий момент Tpeak .Продолжительное использование Ipeak вредит двигателю, поскольку он нагревается до высоких температур. Кроме того, превышение Ipeak приводит к размагничиванию магнитов двигателя.

Скорость двигателя прямо пропорциональна входному напряжению E , приложенному к клеммам двигателя, таким образом:

с = E / Ke (3)

где

с = Скорость вала, рад / с

E = Входное напряжение, приложенное к клеммам двигателя, В

Ke = Постоянное напряжение двигателя, В / (рад в секунду)

Постоянная напряжения, Ke , иногда также называется постоянной обратной ЭДС. Кроме того, если оно дано в единицах В / (krpm) (вольт на тысячу об / мин), тогда скорость вала s будет в krpm. Ke полностью зависит от конструкции двигателя. Константы Kt и Ke имеют одинаковое числовое значение в Международной системе единиц (СИ). В английской системе они соотносятся так:

Kt = 1,3524 Ke (4)

когда

Kt в унциях-дюймах / A

и

Ke в В / (krpm)

Уравнение (4) показывает, что постоянная напряжения также прямо пропорциональна эффективному количеству последовательных проводников на катушку, магнитному потоку и количеству полюсов.Здесь мы сосредоточимся на том, как быстро рассчитать новые Kt и Ke , вызванные сменой обмотки.

Константы обмотки

Новая обмотка влияет не только на Kt и Ke , но и на другие параметры, такие как сопротивление и индуктивность. Сопротивление якоря изменяется, поскольку оно связано с удельным сопротивлением, длиной и площадью провода:

R = Qcul / A (5)

где

Qcu = Удельное сопротивление меди, Ом-м

l = Длина провода, м

А = Площадь сечения провода, м2

Изменение обмотки также вызывает изменение индуктивности, поскольку индуктивность зависит от общего магнитного потока, проходящего через катушку с заданным количеством витков, и тока, связанного с катушкой:

L = NΦ / I (6)

где

L = Индуктивность в генри, H

N = Количество витков в катушке

Φ = Полный магнитный поток в сетках, wb

А = Площадь сечения провода, м2

Таким образом, можно написать:

Φ = NIA / л

где

l = Длина провода в бухте, м

Это значение f в уравнении (6) дает

L = N ² A / l (6a)

Уравнение (6a) показывает, что индуктивность якоря пропорциональна квадрату числа витков.

Сопротивление и индуктивность якоря — важные показатели для пользователей серводвигателей. Постоянные времени двигателя изменяются при изменении сопротивления или индуктивности — или того и другого. Электрическая постоянная времени — это отношение индуктивности обмотки к сопротивлению:

te = левая / правая (7)

где

te = электрическая постоянная времени, сек. Механическая постоянная времени

tm = RJ / KtKe (8)

где

Дж = Момент инерции ротора, кг-м2, и все уравнение выражено в единицах СИ.

Продолжить на странице 3

Метод

Уравнения (2) — (8) показывают, что многие постоянные двигателя и другие показатели качества зависят от конфигурации обмотки. Следовательно, изменение этих параметров повлияет на источники питания пользователя, а также на сервоуправление. Разработчик сервосистемы извлекает выгоду из поиска точных значений этих констант и параметров двигателя, не дожидаясь, пока разработчик двигателя спроектирует новую обмотку.

Без потери общности следуют два простых и понятных предположения:
• Имеющийся двигатель, который подвергнется замене обмотки, удовлетворительно работает в желаемой точке полной нагрузки.
• Достаточное заполнение паза обмотки двигателя.

Если первое предположение верно, то двигатель работает с приемлемым КПД, а потери в обмотке не влияют на допустимую максимальную температуру двигателя.

Если верно второе предположение, то новые расчеты обмотки гарантируют адекватное заполнение пазов, то есть хорошее использование меди и железа.

Предположим, что пользователь серводвигателя хочет изменить обмотку двигателя, чтобы двигатель работал на более высокой новой скорости без изменения напряжения источника питания.Это немедленно требует уменьшения постоянной напряжения и, следовательно, постоянного крутящего момента.

Взгляд на уравнения (2) и (3) показывает, что для новой обмотки требуется меньше витков, потому что, как показано ранее, Ke и Kt прямо пропорциональны эффективному числу витков.

Прямое уменьшение количества витков оставило бы некоторое пустое место в слотах. Ради эффективности, область прорези должна быть заполнена хорошим процентным содержанием меди, обычно около 60%, но, возможно, почти на 100%.Магнитный провод большего диаметра необходим, чтобы избежать «низкого заполнения щели». Проволока большего размера заполняет пустую область слота.

Магнитный провод бывает только определенного калибра или диаметра, поэтому разработчик двигателя может выбрать только фиксированное количество вариантов. В системе American Wire Gage соотношение площадей поперечного сечения проводов между любыми двумя последовательными калибрами всегда составляет около 1,26. Кроме того, номер калибра увеличивается с уменьшением диаметра проволоки. Например, площадь калибра магнитной проволоки 20 AWG удваивается при замене калибра трех проводов на калибр 17 AWG, потому что ее площадь увеличивается во столько же раз, 1.26, для каждой последующей смены манометра, как в таблице 1.

Пример

Рассмотрим, например, что у вас есть новые требования к двигателю, требующие увеличения скорости в 2,5 раза без изменения входного напряжения от источника питания. Кроме того, двигатель должен работать с той же выходной мощностью и эффективностью, что и раньше. Кроме того, нынешняя обмотка имеет 45 витков 25 AWG на катушку.

Уравнение (1) показывает, что требуемый крутящий момент должен быть в 2,5 раза меньше. В соответствии с уравнением (3) постоянная напряжения двигателя Ke также должна быть уменьшена в 2 раза.5. Отсюда следует, что для уменьшения Ke в 2,5 раза достаточно уменьшить количество витков в 2,5 раза. Но от этого слот становится меньше в 2,5 раза. Чтобы лучше заполнить прорези, вы должны найти новый калибр.

Проблема сводится к необходимости решить количество сечений, на которое необходимо увеличить исходный провод, чтобы новое меньшее количество витков заняло ту же площадь слота. Другими словами, найдите значение r в этом соотношении:

Кт (1. 26) r = узлов / 2,5

где

r = Количество изменений размера AWG

из которых

1,26 r = 1 / 2,5

или

r журнал (1,26) = журнал (0,4)

Решетка для r ,

r = -4

, то есть на четыре сечения провода меньше, что на четыре сечения больше.

Таким образом, новая обмотка будет иметь

45/2.5 = 18 витков провода

25-4 = размер 21 AWG.

Поскольку сопротивление якоря зависит как от длины, так и от площади проводника, новое сопротивление якоря будет:

Rновый = Rold /( 1.262) R

с

r = 4

из которых

Rновый = Rold / 6,35

Поскольку индуктивность якоря пропорциональна квадрату числа витков, новая индуктивность якоря будет равна

Lnew = Lold / (1.262) р

с

r = 4

, что означает, что новая индуктивность также уменьшена в 6,35 раза.

Поскольку площадь провода в новой обмотке увеличивается, проводник может выдерживать более высокий ток. Увеличение пропорционально новой площади провода. Из уравнений (1) и (2) вы можете сделать вывод, что новый пиковый ток может быть

1,26 r = 1,264

раза больше, чем прежний пиковый ток. Кроме того, новое максимальное напряжение постоянного тока (для сохранения той же максимальной потребляемой мощности) уменьшается на пропорционально 1.264.

Предыдущие расчеты показывают, что изменения между старыми и новыми константами включают только коэффициент 1,26 и количество изменений шага калибра r . Основная часть работы заключается в том, чтобы просто найти значение r и использовать его для нахождения новых значений параметров двигателя.

Предупреждение: хотя этот простой метод применим к щеточным и бесщеточным двигателям постоянного тока, имейте в виду, что сопротивление щетки не учитывалось в уравнениях.

Признаки неисправности турбины дизельного двигателя

Если вы только собираетесь приобрести или уже являетесь владельцем турбированного авто, то вы должны знать все признаки неисправности турбины дизельного двигателя, ведь исправность турбокомпрессора влияет на работу контрактного мотора и его составляющих. Чем раньше вы обнаружите неполадки и примите меры, тем меньше финансовых и временных затрат потребуется на их устранение и восстановление стабильной работы автомобиля.

Если вы обнаружили даже косвенный признак того, что турбина двигателя на дизельном топливе неисправна – как можно скорее посетите автосервис.

На что стоит обратить внимание?

Наиболее явные признаки сбоя в работе турбокомпрессора следующие:

• Дымит выхлопная труба, приобретает от белого до черного и темно-синего оттенка.
• Повышается уровень шума при работе мотора, который можно воспринять на слух;
• Пульсация давления на выходе турбины или так называемый «помпаж», которая проявляет себя четкими громкими хлопками;
• Падение тяги, ухудшение показателей динамики, требуется больше времени, чтобы набрать обороты. На холостых – движок работает также нестабильно;
• Резкий запах горелого масла и увеличение его потребления автомобилем;
• Глухой звук, свист, щелчки или другой звук под капотом авто.

Но при постановке диагноза машине о неисправности турбины не следует опираться только на вышеперечисленные признаки, лучше обследовать автомобиль у профессионалов, которые определят истинную причину появления неполадок.

Что проверить самостоятельно?

До посещения станции технического обслуживания в некоторых случаях можно своими руками провести базовую диагностику автомобиля.

1. Если вы обнаружили задымление, то вне зависимости от его цвета, нужно проверить воздушный фильтр и соединения патрубков. Если произошло нарушение герметичности, то ее нужно устранить и заменить фильтр;

2. Насколько изношена турбина можно узнать легкой прокруткой ротора: люфт маленький – все в порядке, а, если во время поворота ротор даже слегка касается корпуса, то турбину вероятнее всего нужно отдать в ремонт;

3. Исследовать турбонадув. Открыть капот, запустить движок и пережать патрубок, который ведет от турбокомпрессора к впускному коллектору. Другой человек должен газовать несколько секунд и, если патрубок надувается от давления, то все в норме, если он вял – турбина требует ремонта;

4. Осмотреть саму турбину. На ее поверхности не должно быть масляных или иных следов. Если отсоединить патрубок, который пережимали в предыдущем пункте и появились следы масла –скорее всего, нужна замена турбины.

Как предотвратить поломку турбокомпрессора?

Во избежание непредвиденного ремонта, замены запчастей и автомобиль служил вам как можно долгий срок, отношение к авто должно быть крайне бережным и оказываться ему должное внимание. Используйте масла и топливо высокого качества, откажитесь от «пятиминутных» промывок, которые могут за один раз уничтожить турбину и исключить возможность ее восстановления, используйте турботаймер, масло должно всегда находиться на нужном уровне, прогревайте движок перед началом движения и регулярно проходите технический осмотр автомобиля. Это и другие моменты являются гарантом того, что турбокомпрессор не потребует серьезного ремонта продолжительное время.

Причины поломки турбины

Причины поломки турбины

Подробности

Не бывает так, что турбина поломалась сама по себе. Всегда есть причина, по которой турбокомпрессор вышел из строя. Их может быть несколько. Специалисты в сфере турбонаддува уверенны, что ресурс современной турбины равняется к ресурсу двигателя. К сожалению, на практике мы наблюдаем другую картину. Что-то случилось и турбокомпрессор нужно менять. Как утверждают производители, дефекты в изделиях исключены. И это правда: процесс изготовления турбин постоянно контролируется, да и для производства используют высокотехнологичные и автоматизированные линии.

Так почему же турбины ломаются? Почему недавно установленный турбокомпрессор неожиданно выходит из строя? Как распознать проблему? Далее мы рассмотрим 11 признаков поломок турбин и причины этого.

Причины и признаки неисправностей турбины

1. Когда автомобиль разгоняется, мотор прогревается и из выхлопной трубы выходит синий дым. Через время он исчезает.
   Почему: Масло, попадая в цилиндр двигателя, сгорает в турбине из-за утечки.
2. Черный цвет выхлопных газов.
   Почему: Нагнетающие магистрали и/или интеркулер где-то пропускают воздух. Вследствие этого обогащенная смесь сгорает. Очевидно, поломана система управления турбокомпрессора.
3. У выхлопных газов мутно-белый цвет.
   Почему: Маслопровод турбокомпрессора чем-то загрязнен.
4. Чрезмерно расходуется масло (на 1 километр уходит 200 — 1000 мл), на целом изделии или на стыках патрубков воздушного тракта можно увидеть жирные подтеки.
   Почему: Загрязнился сливной маслопровод или канал, через который подходит воздух. Возможно, закоксовался корпус оси ТКР.
5. Автомобиль хуже разгоняется.
   Почему: Через неисправную или поврежденную систему управления ТКР в двигатель поступает недостаточно воздуха.
6. Мотор во время работы шумит, свистит.
   Почему: Место соединения выхода компрессора и двигателя пропускает воздух.
7. Во время работы турбины слышен скрежет.
   Почему: Корпус турбины треснул или немного деформировался, лопасти касаются краев трещин. Если это случилось, ТКР скоро сломается.
8. Работающая турбина шумит больше обычного.
   Почему: Провод, подающий масло, загрязнен, а осевой и радиальный зазоры ротора увеличились. Возможно, они трутся о корпус турбины.
9. Чрезмерно уходит топливо, а токсичность выхлопа заметно увеличилась.
   Почему: Воздушный фильтр или канал поступления воздуха к турбокомпрессору сильно загрязнились.
10. На корпусе видно, что со стороны компрессора протекает масло.
    Почему: Корпуса оси турбины закоксовался. Также нарушена работа смазки, поврежден турбокомпрессор.
11. Когда запускается двигатель, труба выбрасывает под капотом облако черного дыма. Также возникает эффект турбоямы.
    Почему: Утечка газа по причине трещины на байпасном клапане турбины.

От поломки турбины никто не застрахован. Но если вы регулярно обслуживаете машину, своевременно меняете масло, ваш турбокомпрессор будет служить еще много лет. И если вы думаете, что автомобиль с пробегом 200-250 т. км при работе одной турбины — это редкость, вы ошибаетесь. Секрет во внимательном отношении к своей машине и соблюдении правил эксплуатации, которые и обеспечивают долголетнюю работу как авто, так и турбины.

Хотите предотвратить поломку турбокомпрессора? Заливайте только качественное масло, не превышайте заданное заводом изготовителем количество, не допускайте засорения турбины, исключите ее перегрев.

Не игнорируйте тот факт, что ремонтировать турбину при любых видах поломки должны специалисты в сервисном центре. Чтобы не повредить механизм, человек должен обладать специальными знаниями, умениями и располагать оборудованием. Тем более, любая работа, связанная с ремонтом агрегата, должна выполнятся в идеально чистых условиях. Если хоть малейшая частица попадет в турбокомпрессор, он может выйти из строя. Поэтому берегите свой автомобиль, а ремонт турбины доверяйте профессионалам!

Ремонт турбин дизельных двигателей. Причины неисправностей

Неисправности турбины дизельного двигателя, несмотря на заявленный производителями 10-летний срок эксплуатации, встречаются довольно часто. В то же время от функционирования данного элемента конструкции зависит работоспособность мотора. Из этого можно сделать следующий вывод:

• Необходимо регулярное обслуживание турбины.
• Устройство турбины

Корпус турбины, устанавливаемой вместе с дизельным двигателем, изготавливается из чугуна. При активной эксплуатации автомобиля чаще из строя выходят постели, расположенные под подшипниками, а также гнезда уплотнительного кольца.

Сама турбина внешне напоминает раковину улитки. Движение компрессора проводится через вал, на который монтируется крыльчатка. Первый изготавливается из сплава алюминия, отличающегося повышенной стойкостью к воздействию жара, а второй – из среднелегированной стали. Ввиду особенностей конструкции обоих элементов в случае поломки их заменяют на новые.

Турбина имеет достаточно сложную форму. Через ее внутреннюю часть подаются выхлопные газы, нагнетаемые компрессором, за счет которых увеличивается начальная мощность двигателя.

Признаки неисправностей

Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.

Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.

Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:

1. Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
2. Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
3. Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
4. Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
5. Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
6. Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
7. Появление запаха масла.

Причины появления поломок

Неисправности турбокомпрессора появляются по ряду причин.

Чаще всего поломки дизельного двигателя и турбины возникают из-за несвоевременной замены масла.

Длительное использование старой смазки, попадание в нее воды или топлива приводит к быстрому износу подшипников, закупорке масляных каналов или повреждению оси. Неисправный элемент подлежит замене. Отремонтировать его нельзя. К описанным последствиям приводит использование слишком густого масла.

Второй наиболее «популярной» причиной появления проблем с турбокомпрессором является снижение давления в масляных шлангах, вызванное неправильной установкой этих элементом или самой турбины. Эта проблема может привести к быстрому износу колец, шейки вала, подшипников.

Важно заметить: 5-минутная работа дизельного двигателя без масла наносит серьезные и непоправимые повреждения силовому агрегату.

Так же не следует забывать о том, что в турбокомпрессор могут попасть посторонние предметы. Их появление в работающей турбине приводит к поломкам лопастей колеса и ротора, из-за чего снижается уровень создаваемого давления.

Ремонт турбины

Ремонтировать свой двигатель рекомендуется на специализированной станции. Однако устранение некоторых неполадок можно осуществить и самостоятельно.

Для начала необходимо произвести визуальный осмотр турбины и оценить ее работу. Ремонт турбины своими руками начинается с проверки уровня масла и его качества. Кроме того, следует оценить вероятность попадания посторонних предметов внутрь конструкции.

Если указанные причины были исключены, то можно приступать к анализу цвета выхлопа. Изменение оттенка, а также снижение тяги нередко свидетельствуют о проблемах на впуске или выпуске. В первом случае речь идет об уменьшении объема подаваемого воздуха, во втором – о наличии утечек.

Чтобы проверить работоспособность турбины, необходимо запустить двигатель. Силовой агрегат не должен издавать никаких посторонних звуков типа скрипа или свиста. В исправном моторе с турбиной не прорывается воздух из соединений. Следом нужно проверить состояние воздушного фильтра.

В основном проблемы с функционированием впуска и выпуска возникают именно с этим элементом. Если фильтр выглядит нормально, то следом за ним необходимо проверить сливной маслопровод. В нем нередко образуются перегибы, повреждения или пробки.

Далее наступает очередь ротора. Его нужно несколько раз прокрутить вокруг своей оси.

Если ротор цепляет за корпус турбины, она подлежит ремонту.

Когда двигатель во время работы издает много шума, следует проверить:

1. Все трубопроводы на предмет выявления их износа.
2. Ось турбины.
3. Ротор.

При наличии проблем с любым из описанных элементов конструкции потребуется квалифицированный ремонт двигателя и турбины.

О наличии неисправностей может сообщает некорректная работа системы наддува. Чтобы проверить последнюю, потребуется сторонняя помощь. Прежде всего следует найти патрубок, который соединяет турбину и впускной коллектор. Затем нужно запустить двигатель и пережать указанный патрубок рукой.

В этот же момент второй человек должно нажать на педаль газа и удерживать ее в течение 3 – 5 минут. Исправный патрубок отвечает на подобные действия водителя, раздуваясь под давлением. Описанный эксперимент необходимо повторить 3 – 4 раза. Если ни в одном из случаев патрубок не раздувается, значит, турбина неисправна.

Вне зависимости от того, какие появились «симптомы», указывающие на наличие проблем с системой наддува, рекомендуется тщательно осмотреть патрубки, фланцы, коллекторы и другие элементы двигателя на наличие в них трещин.

Профилактика неисправностей турбины

Чтобы увеличить срок эксплуатации турбины, нужно соблюдать несколько простых правил:

1. Использовать только качественные масло и горючее.
2. Отказаться от быстрых промывок турбины. Такая процедура способна за раз полностью вывести из строя агрегат.
3. Своевременно менять воздушные фильтры.
4. Замену масла необходимо производить после каждых 7 тысяч километров пробега.
5. Обязательно прогревать автомобиль с турбированным дизельным двигателем.
6. По завершении длительной поездки машина должна в течение трех минут поработать на холостых оборотах. Это позволит исключить появление углеродного осадка.
7. Регулярное проведение диагностики силовой установки.

как определить скорую необходимость замены детали |

Я, субъект персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных» предоставляю ООО «Мега групп» (далее — Оператор), расположенному по адресу 115191, г. Москва, Духовской переулок, дом 17, стр. 15, согласие на обработку персональных данных, указанных мной в форме веб-чата и/или в форме заказа обратного звонка на сайте в сети «Интернет», владельцем которого является Оператор.

Состав предоставляемых мной персональных данных является следующим: ФИО, адрес электронной почты и номер телефона.
Целями обработки моих персональных данных являются: обеспечение обмена короткими текстовыми сообщениями в режиме онлайн-диалога и обеспечение функционирования обратного звонка.
Согласие предоставляется на совершение следующих действий (операций) с указанными в настоящем согласии персональными данными: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка).
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что предоставление Оператору какой-либо информации о себе, не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено.
В случае принятия мной решения о предоставлении Оператору какой-либо информации (каких-либо данных), я обязуюсь предоставлять исключительно достоверную и актуальную информацию и не вправе вводить Оператора в заблуждение в отношении своей личности, сообщать ложную или недостоверную информацию о себе.
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что Оператор не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых мной, и не имеет возможности оценивать мою дееспособность и исходит из того, что я предоставляю достоверные персональные данные и поддерживаю такие данные в актуальном состоянии.
Согласие действует по достижении целей обработки или в случае утраты необходимости в достижении этих целей, если иное не предусмотрено федеральным законом.
Согласие может быть отозвано мною в любое время на основании моего письменного заявления.

методы диагностики и устранения неисправности

Турбированные двигатели стремительно завоевывают популярность. Если раньше турбонагнетатели устанавливались в тяжеловесные или мощные спортивные автомобили, то теперь турбины можно увидеть на легковых автомобилях, как с бензиновым движком, так и с дизельным.

Турбины дизельного двигателя обычно имеют срок эксплуатации намного меньший, чем у самого движка. Для того чтобы вовремя провести профилактические работы и не столкнуться с необходимостью оплачивать дорогостоящие детали, нужно периодически проверять работу турбины. Это вполне можно сделать самостоятельно, не обращаясь в автосервис.

Причины неисправности

Для того чтобы провести осмотр турбины и выявить неисправность, необходимо понимать, какие именно поломки могут произойти в системе турбонагнетателя.

Обычно самыми проблемными элементами являются сальники и подшипники. От износа этих деталей может появиться люфт, шум, можно столкнуться с клином турбины. Нарушиться работа может из-за неисправности смазочной системы, клапанов вентиляции, или поршневые кольца уже достаточно изношены. В таком случае продукты сгорания дизтоплива попадают в картер и приводят к негативным последствиям.

Если в выхлопе замечен дым, чаще всего сизый, то следует обратить внимание на PCV-клапан. Его неправильная работа повышает давление масла в турбине, из-за этого смазочный материал продавливает сальники. Попав наружу или в нагнетаемый воздух, масло меняет состав смеси, от этого движок значительно теряет мощность и начинает выделять вышеупомянутый дым.

Когда проверять турбину

Если использовать качественное масло и бережно относиться к дизельному агрегату, то турбонагннетатель будет работать исправно примерно 150 тысяч километров. Чтобы обнаружить любую поломку на ее начальной стадии, нужно внимательно следить за турбиной, достаточно проверить работу агрегата во время замены масла.

Таким образом, автовладелец может значительно сэкономить, ремонтируя неисправность на ее начальной стадии, вместо замены дорогостоящей детали.

Первые признаки неисправности

Разумеется, если у автолюбителя нет опыта в работе с автомобилями, не стоит сразу же разбирать агрегат и пытаться выявить неисправность изнутри. Существует несколько признаков, которые свидетельствуют о неправильной работе турбокомпрессора:

• появление сизого или черного дыма во время выхлопа;
• очень громкая работа дизельного агрегата при различных нагрузках;
• двигатель часто перегревается;
• расход топлива неуклонно растет, как и скорость расхода масла;
• ухудшение тяги, потеря мощности и динамики.

Каждый из признаков может говорить не только о неисправной турбине, но и о ряде других мелких поломок. Если причина не в турбонагнетателе, то необходимо немедленно обратиться на сервис для дальнейшей диагностики. Чем раньше обнаружить поломку, тем дешевле обойдется ее устранить.

Самостоятельная проверка

Первичную проверку можно провести собственными силами, чтобы не тратиться на компьютерную диагностику, которая часто стоит немалых денег. Для начала, турбокомпрессор нужно тщательно осмотреть.

В первую очередь проверяется уровень и качество моторного масла используемого для дизельного мотора. Затем нужно убедиться, что в компрессор не попал никакой посторонний предмет.

После проведенных процедур необходимо оценить цвет выхлопа. Он также может указать на конкретные проблемы с турбиной. Если цвет выхлопа черный, и при этом замечено падение мощности, то, скорее всего, придется иметь дело с переобогащенносй смесью. Она появляется из-за поломки системы впуска-выпуска воздуха. На впуске в цилиндры попадает недостаточное количество воздуха, а на выпуске могут быть утечки, которые и приводят к потере мощности.

Сизый или даже белый дым из выхлопной трубы говорит о том, что масло попадает в цилиндры, а затем сгорает в рабочей камере. При этом расход масла может вырасти примерно до литра на 1000 километров. Необходимо проверить работу ротора и чистоту фильтров. Ротор должен иметь небольшой люфт и не касаться корпуса, иначе деталь требует немедленного осмотра и ремонта.

Сильно загрязненный фильтр не может пропускать необходимое количество воздуха, за счет этого создается разное давление в корпусе турбонагнетателя и в картридже с подшипниками. Из этого картриджа масло попадает в компрессор. Если дело не в фильтре, то необходимо проверить всю систему подачи масла, шланги и патрубки на наличие загибов, трещин и щелей.

Герметичность соединений патрубков можно проверить при заведенном двигателе. Свист и скрип, а также воздух, прорывающийся сквозь систему, говорит о том, что хомуты нужно подтянуть. Любая неплотность или повреждение ведет к недостаточной подаче воздуха в цилиндры.

Еще одной причиной неисправности турбины становится неправильный слив масла из-за того, что газы попали в картер. Необходимо проверить систему вентиляции, чтобы дизельный мотор не начал сапунить.

Проверка на заведенном двигателе

Самый простой способ, как проверить турбину на дизельном двигателе требует присутствия хотя бы двух человек.

1. Заведите двигатель.
2. Найдите патрубок между турбонагнетателем и впускным коллектором.
3. Передавите его.
4. Несколько секунд погазуйте.

При правильной работе турбины, почувствуется, что патрубок ощутимо надувается. Если этого не происходит, возможны разнообразные трещины и дефекты коллектора. Следует обратиться за квалифицированной помощью для устранения поломки.

Очень важно понимать, что диагностику можно провести самостоятельно, но ремонт необходимо доверить профессионалам.

Неквалифицированное вмешательство может привести к тому, что маленькая неисправность приведет к поломке всей детали и поставит автовладельца перед необходимостью менять и ремонтировать турбокомпрессор. Необходимо обратиться в проверенный сервис, где специалисты быстро и качественно устранят неисправность и продлят жизнь турбонагнетателю на дизельном двигателе.

Как проверить турбину на дизельном двигателе

Необходимость проверить турбину дизельного двигателя своими руками может возникнуть по ряду причин. Выполнение диагностики турбокомпрессора на СТО зачастую потребует определенных финансовых затрат, так как специалисты в большинстве случаев подключают диагностическое оборудование, снимают турбину с двигателя для проверки.

Чтобы выявить неисправности самостоятельно без снятия турбины, можно воспользоваться несколькими способами диагностики. На проблемы с турбокомпрессором могут указывать следующие прямые или косвенные признаки, которые проявляются в процессе работы силового агрегата:

• появление черного, сизого или синеватого дыма выхлопа;
• дизель шумно работает в разных режимах под нагрузкой;
• повышается температура, мотор склонен перегреваться;
• возрастает расход горючего и моторного масла;
• двигатель теряет мощность, падает тяга и динамика;

В самом начале стоит отдельно отметить, что подобные симптомы могут возникать не только по причине неисправностей турбины, но данный элемент также находится в списке.

Содержание статьи

На начальном этапе диагностики следует проверить уровень и качество дизельного моторного масла. Также необходимо исключить возможное попадание сторонних предметов в турбокомпрессор.

Далее приступаем к анализу цвета выхлопных газов. Падение мощности и черный цвет выхлопа дизеля говорит о переобогащении смеси. Это может указывать на недостаточное количество подаваемого в цилиндры воздуха по причине неисправностей во впуске. Тяга дизельного мотора может также пропадать в результате утечек на выпуске.

Для проверки мотор необходимо завести и оценить звуки в процессе работы турбокомпрессора. Турбина не должна свистеть или скрипеть, не должно быть звука прорывающегося воздуха через соединения. Нужно проверить состояние и герметичность соединений патрубков, по которым осуществляется подача воздуха. Любые неплотности или повреждения недопустимы. Также обязательно проверяется состояние воздушного фильтра, так как загрязнение и снижение его пропускной способности приведет к недостаточной подаче воздуха в цилиндры.

Турбину нужно дополнительно проверять на износ. Для диагностики ротор турбины потребуется провернуть вокруг своей оси. Присутствие небольшого люфта вполне допустимо. В том случае, если ротор касается корпуса, турбине необходим ремонт.

Если дизель дымит белым или сизым выхлопом, тогда это указывает на попадание масла в цилиндры двигателя и его сгорание в рабочей камере. Подобная неисправность может возникать как по причине неисправностей турбокомпрессора, так и других узлов ДВС. Также на проблему указывает большой расход масла (около литра на 1 тыс. пройденных км.)

В этом случае необходимо снова вернуться к проверке воздушного фильтра и ротора турбины. Загрязненный фильтр пропускает малое количество воздуха, что приводит к сильной разнице давлений между корпусом турбины и картриджем с подшипниками. Из этого картриджа масло начинает вытекать в корпус компрессора. Если неисправностей не выявлено, тогда нужно приступить к осмотру сливного маслопровода на наличие загибов, трещин и других дефектов.

Еще одной причиной роста давления может служить активное попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя, что препятствует нормальному сливу масла из турбины. Данная неисправность может быть связана с проблемами в работе системы вентиляции картерных газов, дизель начинает сапунить. На моторе с исправной турбиной во впускном и выпускном коллекторе не должно быть признаков обильного попадания масла.

Снова проводим анализ состояния турбины на осевой люфт. Если с компрессором все в норме, тогда причины наличия масла в турбине заключаются именно в повышении давления в картере двигателя. Дополнительно возможно присутствие пробки в сливном маслопроводе.

В случае шумной работы дизеля нужно проверить трубопроводы, через которые воздух подается под давлением, а также ротор турбокомпрессора.  Ротор турбины во время прокрутки не должен касаться стенок. Повышенного внимания заслуживает состояние крыльчатки турбины. Любые зазубрины или признаки повреждений крыльчатки требуют немедленного ремонта компрессора. При обнаружении заметных дефектов ротора турбину необходимо снимать для детальной диагностики.

Люфта во время осевого смещения вала турбины не должно быть заметно, так как допустимый люфт составляет 0,05 мм и его не почувствуешь. Смещение вала в радиальном направлении допускает присутствие микролюфта ( допустимое значение около 1мм.), который немного ощущается. Если при оценке состояния турбины замечены сильные отклонения от данных требований и показателей, тогда компрессор можно считать сильно изношенным или неисправным.

Проверка турбонагнетателя на заведенном двигателе

Проверять турбину на наддув следует так:

• пригласите помощника;
• запустите двигатель;
• определите патрубок, который соединяет впускной коллектор и турбокомпрессор;
• пережмите указанный патрубок рукой;
• помощник должен погазовать несколько секунд;

Если компрессор работает, тогда патрубок должен будет ощутимо раздуваться. При отсутствии производительности турбины этого не произойдет. Дополнительно следует оценить общее состояние патрубков, а также исключить возможность трещин и других дефектов впускного и выпускного коллектора дизельного двигателя.

Читайте также

• Ресурс турбины дизельного двигателя

  От чего зависит срок службы турбонагнетателя дизельного ДВС. Особенности и рекомендации касательно эксплуатации и ремонта турбин с изменяемой геометрией.

Турбокомпрессор — неисправности и ремонт — журнал За рулем

Изучаем основные неисправности турбокомпрессоров и технологии их восстановления.

Многие автомобилисты с опаской относятся к ремонту турбокомпрессоров. И не без оснований. При этом производители разрешают ремонтировать некоторые турбины и даже выпускают оригинальные комплектующие, а иные и вовсе занимаются промышленным восстановлением агрегатов. Причиной же невысокого ресурса перебранных турбин зачастую является пресловутый человеческий фактор.

Презумпция невиновности

Турбокомпрессор (ТК) работает на перекрестке нескольких систем двигателя, и его здоровье зависит от исправности других узлов. Поэтому при появлении любых нареканий по поводу работы ТК важно провести вдумчивую диагностику узла в составе мотора. Диагностика необходима и в случае выхода турбины из строя — она послужит гарантией, что новая или отремонтированная турбина не преставится через пару тысяч километров.

Сначала с помощью компьютера проверяют систему управления двигателем в целом и отдельные датчики. Абсолютное большинство турбин оборудовано механизмом регулирования давления наддува; его сбой запросто может быть следствием банальной неисправности — например, неправильного сигнала от расходомера воздуха. Нередки случаи, когда из-за игнорирования такой диагностики в профильные компании по ремонту ТК привозят… исправные агрегаты.

Материалы по теме

Здоровье турбины зависит от герметичности систем впуска и выпуска двигателя и давления в них. Если, к примеру, забиты нейтрализатор и воздушный фильтр, манометры покажут повышенное разрежение на впуске и увеличенное противодавление на выпуске. Работа в таких условиях серьезно сокращает ресурс внутренних элементов ТК: подшипников, уплотнителей и самого вала. При больших перепадах давления турбина из-за конструктивных особенностей начинает сильнее гнать масло на впуск — патрубок и впускной трубопровод покрываются жирным налетом.

Негерметичность систем впуска и выпуска также вызывает опасные перепады давления. А банальная экономия на замене воздушного фильтра или несвоевременное устранение подсоса воздуха за его корпусом приводят к износу компрессорного колеса турбины. Его лопатки стачиваются попадающими внутрь частицами песка.

Распространенная причина выхода ТК из строя — попадание инородных предметов в крыльчатки. Порою это случается из-за разгильдяйства механика, который при обслуживании машины оставил во впуске ветошь или уронил внутрь шайбу. Или из-за непредвиденного разрушения деталей мотора, когда, например, отваливается электрод от свечи. Вал турбины вращается с огромной скоростью, и попадающие на крыльчатки инородные предметы значительно их деформируют, из-за чего турбину может даже заклинить. В итоге ротор ломается пополам от скручивания. В этом случае ремонтировать агрегат бессмысленно.

Более серьезные последствия проблем в системе смазки. Глубокие задиры на валу в местах посадки подшипников и даже в зоне газодинамического уплотнения. Более серьезные последствия проблем в системе смазки. Глубокие задиры на валу в местах посадки подшипников и даже в зоне газодинамического уплотнения.	Пошатали вал турбины рукой и не почувствовали никакого люфта? Не радуйтесь. Возможно, закоксовались масляные зазоры в опорных подшипниках — и дни узла сочтены. Пошатали вал турбины рукой и не почувствовали никакого люфта? Не радуйтесь. Возможно, закоксовались масляные зазоры в опорных подшипниках — и дни узла сочтены.
Упорный подшипник вала турбины страдает ­из-за критического перепада давления на сторонах впуска и выпуска. Это приводит к увеличению осевого люфта ротора со всеми вытекающими. Упорный подшипник вала турбины страдает ­из-за критического перепада давления на сторонах впуска и выпуска. Это приводит к увеличению осевого люфта ротора со всеми вытекающими.	У турбин бензиновых двигателей на седлах байпасного клапана часто появляются трещины. Благо, опытные мастера освоили технологию их надежного заваривания. У турбин бензиновых двигателей на седлах байпасного клапана часто появляются трещины. Благо, опытные мастера освоили технологию их надежного заваривания.

К характерным повреждениям крыльчаток и вала приводит так называемый перекрут турбины, то есть превышение допустимых оборотов. Речь не только о неграмотном чип-тюнинге — перекрут может быть спровоцирован и обидным стечением обстоятельств. Например, из-за ошибочных показаний датчика расхода воздуха с запаздыванием срабатывает механизм регулирования давления наддува. ТК работает в очень жестких условиях (взять хотя бы термическую нагрузку), и даже незначительное отклонение от допустимых режимов приводит к непоправимым последствиям.

Материалы по теме

Описанные причины отказов турбин встречаются не так часто, основная доля приходится на неисправности в системе смазки ТК. В зазорах между валом турбины и его подшипниками должен присутствовать масляный клин, иначе происходит перегрев и износ валов, подшипников и уплотнений — вследствие контактной работы элементов. Чаще всего смерть турбины наступает из-за банального масляного голодания и посторонних частиц в масле.

ТК очень чувствителен к чистоте и качеству масла — больше, чем мотор. Во многом потому, что этот узел работает в тяжелых температурных режимах. В частности, на бензиновых двигателях отработавшие газы разогреваются аж до 1000 °C. Поэтому увеличенные интервалы замены масла и экономия на фильтре первым делом сокращают ресурс ТК.

Масляное голодание турбины имеет массу причин, о которых мало кто задумывается. Одна из распространенных — закоксовывание подводящей трубки. Зачастую она забивается полностью — и ТК работает на сухую. Не менее важна исправность масляного насоса двигателя, а также системы вентиляции картера. Часто именно из-за нее турбина незаметно умирает. Масло в корпус подшипников ТК поступает под давлением около 4 бар, а сливается из него в поддон двигателя самотеком. И даже незначительное повышение давления картерных газов сильно ограничит расход смазки через турбину, снижая несущую способность ее пленки, и приведет к ее просачиванию через уплотнения. Нередко это происходит из-за неисправного клапана вентиляции.

Износ опорных подшипников как следствие работы на состарившемся масле и наличия посторонних частиц в системе смазки не только турбины, но и двигателя. Износ опорных подшипников как следствие работы на состарившемся масле и наличия посторонних частиц в системе смазки не только турбины, но и двигателя.

При серьезных повреждениях корпуса восстанавливать турбину экономически нецелесообразно. Скорее всего, внутри всё гораздо плачевнее. При серьезных повреждениях корпуса восстанавливать турбину экономически нецелесообразно. Скорее всего, внутри всё гораздо плачевнее.

Многие ремонтники не учитывают все эти моменты, когда ставят турбину после диагностики или ремонта на двигатель. Как минимум, нужно исключить ее работу на сухую в первые секунды после пуска мотора. Для этого в корпус подшипников загодя заливают масло.

Если не обращать внимания на перечисленные нюансы, турбина долго не протянет. А ремонтники, естественно, обвинят в недобросовестной работе тех, кто восстанавливал узел. Вот и боятся люди ремонтировать турбины.

Восстановлению подлежит

Производители турбин основательно подходят к их ремонту на своих производственных мощностях. Дальше всех в этом деле продвинулась фирма Honeywell (бренд Garrett). При восстановлении специалисты меняют картридж турбины (центральный корпус в сборе с валом, подшипниками и крыльчатками) и механизм регулирования давления наддува. Старые неповрежденные корпусы (холодную и горячую улитки) очищают и устанавливают обратно. На выходе имеем практически новый компрессор с полноценной заводской гарантией. Но даже Garrett восстанавливает турбины далеко не всех моделей своей линейки.

Новые электрические грузовики FedEx получают импульс за счет дизельных турбин

FedEx проводит такую ​​масштабную операцию — она ​​использует более 47 000 автомобилей и почти 700 самолетов для доставки около 4 миллионов посылок каждый день, — что любые системные изменения, которые она вносит, позволяют сократить выбросы углерода след может иметь серьезные последствия. Вот почему новости о том, что компания использует технологию, разработанную основателем Tesla Motors, чтобы сделать свои грузовики более экономичными, так интересны как для инвесторов, так и для тех, кто хочет, чтобы планета дышала легко.

FedEx сотрудничает с Wrightspeed, компанией из Кремниевой долины, основанной и управляемой Яном Райтом, который помог создать Tesla в 2003 году. Райт по-прежнему занимается электромобильностью, но его новая компания не производит автомобили. Это позволяет использовать электрические силовые агрегаты в существующих транспортных средствах. И 25 из них было продано FedEx для пилотной программы.

Преобразование Wrightspeed берет существующий обычный грузовик и заменяет все детали, работающие на газе, которые заставляют его двигаться. Двигатель, дифференциал и трансмиссия утилизированы.Электродвигатель соответствует каждому ведущему колесу, а аккумуляторная батарея удерживает электричество, которое питает их. Грузовик — теперь электромобиль — можно подключить к розетке, чтобы зарядить батарею мощностью 39 киловатт-часов, которой хватит, чтобы проехать около 30 миль. Регенеративное торможение помогает получить дополнительную мощность, но это все равно ужасно для автомобиля, который целый день проводит за рулем. Поэтому Wrightspeed добавила дополнительный компонент: турбину с дизельным двигателем для выработки электроэнергии в дороге.

Wrightspeed преобразует грузовики в электромобили с бортовыми дизельными генераторами.

Турбина — двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. Но вместо того, чтобы использовать создаваемую мощность для накачивания поршней, он вырабатывает электричество. Пока в баке есть дизельное топливо, которое приводит в действие турбину и вырабатывает электричество, грузовик может продолжать движение. Когда бак высохнет, его можно заправить на стандартной заправке (при условии, что в ней есть дизельный насос). Для водителя очень небольшие изменения, за исключением новой приборной панели, которая делится данными о заряде аккумулятора и уровнях генерации.

Эта система не исключает использования ископаемого топлива, но Wrightspeed заявляет, что она может удвоить энергоэффективность парка FedEx. Это потому, что турбинная система особенно хорошо подходит для грузовых автомобилей. «Если вы думаете о грузовике для дальних перевозок, который движется со скоростью 62 миль в час, это идеальное место для двигателя» с точки зрения эффективности, — говорит Райт. Грузовики FedEx редко курсируют по шоссе. Они проводят свои дни в пробках, где обычные двигатели работают не лучшим образом, постоянно и неэффективно переключают передачи.Турбогенератор Wrightspeed не изменяет обороты, как двигатель. Он использует постоянную скорость (или число оборотов в минуту, об / мин), поэтому он всегда работает с максимальной эффективностью.

Более традиционный подключаемый электрический гибрид, такой как Chevy Volt или новый Mercedes S-Class, может работать только от аккумулятора на некоторое расстояние до включения двигателя внутреннего сгорания, но двигатель в этих автомобилях работает сильнее, когда требуется больше лошадиных сил. В трансмиссии Wrightspeed газотурбинный двигатель вырабатывает постоянное количество энергии, когда двигатель работает на одной скорости.Это повышает эффективность и надежность.

Год назад FedEx приобрела в качестве пробных два устройства Wrightspeed. Их доставили в декабре прошлого года. FedEx «просто загрузила его, назначила водителя и отправила», — говорит Райт. В канун Рождества в Сан-Хосе, Калифорния, один грузовик доставлял посылки в течение 14 часов подряд. «Их ожидания были очень низкими», — говорит Райт, но они сразу же начали «использовать его как обычные грузовики». Судоходная компания не ответила на запрос о комментариях, но она явно впечатлена новыми силовыми агрегатами, поскольку разместила заказ еще на 25 единиц.

Wrightspeed умалчивает о том, сколько именно стоят их комплекты для модернизации, говоря только, что цена ниже 100 000 долларов. Это примерно в три раза дороже замены двигателя и трансмиссии, когда они выходят из строя, но, по словам Райт, между экономией топлива и более низкими затратами на техническое обслуживание гибридная система окупается всего за несколько лет.

Модернизированные грузовики должны доставить посылки к началу следующего года, хотя Райт говорит, что, если FedEx или UPS решат использовать свою электрическую систему на значительной части своего парка, «это будет стрессом для нашей маленькой компании. «Есть проблемы и похуже.

Праймер по режимам отказов газовых турбин

Когда газовая турбина выходит из строя, восстановление может быть дорогостоящим и трудоемким процессом. Знание того, что может пойти не так и как предвидеть отказ турбины, может помочь вам избежать сложного незапланированного простоя.

Электроэнергия, работающая на газе, становится все горячее и горячее. По оценке Управления энергетической информации, 2016 год станет первым годом, когда США вырабатывают больше электроэнергии из газа, чем из угля.Новые электростанции с комбинированным циклом, многие из которых имеют мощность более 1000 МВт, запускаются почти каждый месяц, и по мере того, как угольные электростанции продолжают закрываться по всей стране, многие рабочие, которые большую часть своей карьеры работали с углем, перемещаются или переводятся своими работодателями. газовым установкам (см. «Баланс рисков, надежности и безопасности на предприятиях, подлежащих выводу из эксплуатации» в выпуске за апрель 2015 года).

В этой среде растет число работников электроэнергетики, которые плохо знакомы с газовыми турбинами, и будет полезно проанализировать, что может пойти не так с этим оборудованием.Хотя и паровые турбины, и газовые турбины являются типами вращающегося оборудования, их режимы отказа не одинаковы (это может показаться очевидным, но в любом случае следует повторить). Даже опытные работники могут пройти курс переподготовки. Эта статья не является исчерпывающим обзором — по этой теме написаны книги, — но является отправной точкой для дальнейшего обсуждения и изучения. Обратите внимание, что в то время как авиационные и промышленные турбины внутреннего сгорания имеют уникальные задачи по поддержанию чистоты газового тракта, все турбины внутреннего сгорания имеют общий набор эксплуатационных проблем.

Возмещаемые убытки

Любые загрязнители, присутствующие в окружающем воздухе, попадут внутрь турбины, если они не будут отфильтрованы. Это может быть пыль, песок, влага, масла и все остальное, что может даже временно находиться в воздухе. Это также включает все растворенное в воде, попадающее в турбину (например, через впускной туман), поскольку теплота сжатия будет отделять растворенные материалы от воды.

Турбинные компрессоры — очень эффективные фильтры, и посторонние материалы, попадающие в них, часто накапливаются на лопатках и других поверхностях.Соли связываются с металлами и вызывают коррозию. Масла и воск сами собирают другие загрязнения и связывают их с поверхностями компрессора. В совокупности называемые засорение , эти эффекты делают поверхности лопаток шероховатыми и изменяют профили лопаток и воздушный поток компрессора, снижая мощность и эффективность, забивая узкие зазоры и увеличивая расход топлива (Рисунок 1).

Важность надлежащей фильтрации воздуха была известна в течение многих лет, но постоянное улучшение фильтрующих материалов показало, что преимущества использования высокоэффективных фильтров обычно перевешивают негативные эффекты от повышенного перепада давления. Даже небольшое количество частиц размером менее 1 мкм со временем приведет к засорению (см. «Варианты оптимизации установок с комбинированным циклом» в выпуске за декабрь 2015 г.).

Промывка в режиме реального времени и в автономном режиме — это обычные процедуры, используемые для уменьшения загрязнения поверхностей лопаток компрессора и восстановления утраченных характеристик и эффективности.Другой подход заключается в использовании абразивного очистителя, такого как скорлупа риса или грецкого ореха, который вводится в компрессор на низкой скорости. При правильном использовании эти материалы удаляют отложения, не повреждая лезвия.

Посторонние предметы, которые проходят через компрессор и попадают в турбину, образуют горячие отложения, которые невозможно удалить путем промывки. Для восстановления утраченной производительности требуется капитальный ремонт.

Безвозвратные убытки

Другие типы потери производительности невозможно восстановить, кроме как путем ремонта или замены поврежденных компонентов.

Эрозия и истирание. Некоторые материалы, которые попадают в компрессор вместо того, чтобы связываться с поверхностями, могут их разрушить. Поскольку это, как правило, более крупные частицы, стандартные фильтрующие материалы обычно способны удалять их из поступающего воздуха, хотя даже частицы размером до 10 мкм могут вызвать эрозию. Однако следует помнить, что все, что попадает в воздушный поток, например, вода, используемая для контроля NOx на входе, охлаждения или промывки, может вызвать эрозию. Эрозия может возникать как на передней, так и на задней кромках профиля.Как и обрастание, эрозия вызывает изменения профиля лопастей, воздушного потока и зазоров.

Истирание — это процесс, похожий на эрозию, вызванный трением движущихся поверхностей о неподвижные. Новая, правильно настроенная турбина не должна подвергаться истиранию; обычно это происходит в результате других видов деградации. Поскольку зазоры меняются и выравнивания смещаются со временем, вибрация может увеличиваться, а изменения орбитальной амплитуды могут приводить вращающиеся элементы в контакт с другими поверхностями.

Причин истирания много.Неправильное обслуживание и настройка, засорение, чрезмерный износ подшипников и уплотнений, термическая ползучесть, несоосность компонентов и муфт и многие другие проблемы могут привести к контакту вращающихся элементов турбины с неподвижными поверхностями. Кроме того, эти проблемы будут накладываться друг на друга, поскольку истирание может нарушить центровку ротора, что приведет к увеличению вибрации, которая создает большую нагрузку на подшипники и уплотнения, вызывая большее смещение, большее истирание и т. Д.

Повреждение посторонним предметом. По сути, это более серьезный вариант эрозии. Хотя промышленные турбины внутреннего сгорания гораздо чаще используются в турбинах, используемых в самолетах (с открытыми входами), они также могут получить серьезные повреждения от предметов, попадающих в компрессор. В отличие от авиационных двигателей, это повреждение почти полностью происходит в результате того, что инструменты и другой мусор, оставшийся внутри воздухозаборника во время технического обслуживания, или компоненты, вырывающиеся из своих креплений. Неисправности во вспомогательных системах, таких как промывка водой, также могут привести к повреждению лопастей, если они вызывают попадание твердых материалов в компрессор (Рисунок 2).Следует иметь в виду, что такой мусор не обязательно должен быть особенно большим. Турбины постепенно разрушались небольшими частями компонентов, таких как входные фильтры, которые со временем подвергались коррозии и разрушались. Правильные процедуры обслуживания обычно достаточны для предотвращения такого рода повреждений, но когда это происходит, результаты могут быть катастрофическими.

Коррозия. Все, что входит в турбину, включая топливо и окружающий воздух, может вступить в реакцию с металлическими компонентами. Возможны многие типы химических реакций, которые могут привести к разным видам коррозии. Последствия коррозии могут напоминать как загрязнение, так и эрозию. Некоторые типы коррозии вызывают скопление продуктов коррозии, а другие — удаление металла.

Окисление — это химическая реакция между кислородом и металлическими компонентами.Скорость окисления увеличивается с повышением температуры, что означает, что это имеет первостепенное значение в областях с высокой температурой, таких как камера сгорания или горячие секции лопастей. Горячая коррозия — это особый тип окисления, который происходит при высоких температурах (> 550 ° C) между металлическими компонентами и отложенными на них солями (рис. 3). Это особенно важно для газовых турбин, поскольку вызывает растрескивание в областях, подверженных экстремальным нагрузкам, например, в основании лопаток турбины. По этой причине очень важно поддерживать чистоту топлива и воды, используемой для впрыска.Загрязняющие вещества, такие как хлорид натрия и калия, сера, ванадий и свинец (последние два часто используются в качестве добавок в жидкое топливо), могут вызывать горячую коррозию.

Точечная коррозия — это еще одна форма коррозии, которая приводит к локальному образованию отверстий на металлических поверхностях.Точечная коррозия возникает, когда проводящие примеси, такие как вода, вступают в контакт с микроскопическими трещинами. Со временем трещина расширяется до ямы, которая затем может привести к образованию трещин гораздо большего размера. Такой же процесс может происходить в щелях между элементами турбины. Точечная коррозия чаще всего возникает в компрессоре, где лопатки контактируют с примесями входящего воздуха. Частое переключение также является источником питтинга, поскольку вода может конденсироваться на лопатках компрессора после остановки турбины.

Усталость. Экстремальные температуры, которым подвергаются турбинные лопатки, в конечном итоге могут привести к термической усталости. Это может быть вызвано или усугублено многими факторами: частая езда на велосипеде; отложения и коррозия, мешающие теплопередаче; проблемы сгорания и воздушного потока, вызывающие перепады температур; чрезмерная вибрация; несоблюдение рекомендаций производителя по контролю теплового напряжения во время запуска и остановки; а также другие. Усталость приводит к микроскопическим трещинам, которые могут служить очагами коррозии, а также к перерастанию в большие трещины, приводящие к поломке лезвия.

Более подробное обсуждение режимов деградации можно найти в «Деградации газовой турбины», презентации, представленной на симпозиуме по турбомашинному оборудованию и насосам компании A&M в Техасе в 2014 году, из которой адаптированы некоторые из вышеперечисленных.

Поддержание чистоты

Вышеупомянутые удары можно ограничить за счет использования антикоррозионных и противообрастающих покрытий и лопастей первой ступени, разработанных для повышения долговечности, но тщательное поддержание чистоты агрегата в течение длительного времени — лучший способ предотвращения. Хотя некоторые загрязнения можно удалить с помощью промывки водой, многие — нет, а сам процесс промывки может вызвать дополнительное загрязнение, эрозию и коррозию, если его не провести должным образом. По этим и другим причинам для любой воды, поступающей в турбину, рекомендуется использовать деминерализованную воду или воду более высокого качества. Использование городской воды или поверхностных вод, даже временно, в конечном итоге приведет к проблемам.

То же самое относится и к поставке топлива. Жидкое топливо из-за примесей и добавок обычно представляет больший риск, чем природный газ, но примеси в газе также способны вызывать значительную эрозию и коррозию.Гэри Стэнсбери, генеральный менеджер по обслуживанию газовых турбин MD&A, сказал POWER в августовском интервью, что одним из самых больших источников проблем, которые он видит, является грязный газ. «Если грязь и загрязнения могут пройти через фильтры в камеру сгорания, это вызовет большие проблемы с процессом сгорания в установке».

Такие загрязнители в системе подачи газа могут поступать как из трубопровода, питающего станцию, так и из системы подачи топлива на станцию, если последняя не была должным образом продумана во время строительства или когда-либо с тех пор была открыта (Рисунок 4).Помимо проблем с чистотой, грязный газ может изменить динамику сгорания и вызвать повышенную нагрузку на турбину, например, повышенную температуру выхлопных газов. Стэнсбери рассказал POWER о клиенте, с которым он работал, и у которого возникали неоднократные отключения из-за температуры выхлопных газов турбины. В конечном итоге проблема была связана с продуктом на нефтяной основе в газе, который фильтры не были правильно настроены для удаления.

Двухтопливные агрегаты, особенно те, которые работают на мазуте только в качестве резервного, требуют особого внимания, отметил Стэнсбери. Системы подачи жидкого топлива, которые не используются в течение нескольких месяцев, могут выйти из строя до такой степени, что они могут оказаться недоступными в короткие сроки, например, если завод решил работать в период, когда газ внезапно недоступен.«Эти операторы должны понимать, что вы должны периодически запускать систему жидкого топлива, чтобы убедиться, что все эти компоненты работают должным образом», — сказал он.

Для получения дополнительной информации по этим вопросам см. «Лучшие практики по очистке трубопроводов природного газа» в выпуске за сентябрь 2011 г. «Конец линии по очистке трубопроводов природным газом?» в выпуске за февраль 2012 г. и «Мониторинг чистоты газового топлива в реальном времени» в выпуске за июнь 2010 г.

Проблемы проектирования и производства

Конструкция газовых турбин, как и почти все технологии, продолжала развиваться. Хотя это означает, что современные конструкции разработаны для максимального ограничения известных видов отказов, это также означает, что более старые турбины и предыдущие конструкции не имеют профилактических элементов современных. Обновления существуют для решения многих проблем, но не все старые турбины были модернизированы или модернизированы должным образом по разным причинам.

Ян Саммерсайд, менеджер глобальной линейки продуктов PSM, дочерней компании Ansaldo Energia, одной из многих компаний, предлагающих послепродажные обновления, сказал POWER в августовском интервью, что они продолжают видеть результаты упущений при проектировании на местах.

Саммерсайд также отметил, что многие турбины используются для разных ролей, чем они были изначально разработаны, или призваны работать более длительные периоды или чаще. Старые блоки часто модернизируются для увеличения их мощности, что увеличивает нагрузку на компоненты, рассчитанные на меньшую мощность.

«Если вы берете старую турбину и пытаетесь получить от нее больше мощности или повысить эффективность, вы можете полагаться на компонент, которому 15 лет, и который, возможно, имел врожденный недостаток, До сих пор это не было проблемой, но после этих обновлений это может стать проблемой », — сказал он.

Производство и контроль качества значительно улучшились за последние несколько десятилетий, что также означает, что старые устройства не производились по тем же стандартам, что и новые. Кроме того, как отметил Саммерсайд, старые агрегаты могли обслуживаться и модифицироваться несколькими разными компаниями, не все из которых выполняют работу в соответствии с самыми высокими стандартами. Попытки сэкономить на обновлениях в прошлые годы могут снова преследовать нынешних сотрудников.

По словам Саммерсайда, одним из наиболее распространенных способов возникновения этих проблем является тепловая ползучесть лопаток турбины, особенно в областях, которые работают при самых высоких температурах.«Даже при наличии всего охлаждающего воздуха и защитных элементов конструкции лопатки первой ступени в турбинной части работают при таких высоких температурах, что металл на конце лопатки может быть почти как резина. Он очень мягкий и потерял большую часть своей структурной жесткости ». Со временем лезвие может деформироваться, растянуться и начать тереться. Газовые турбины спроектированы с учетом этой проблемы, но при изменении рабочих профилей турбина может выйти за пределы ее проектного диапазона и вызвать повреждение.

Другая область, где могут пострадать старые турбины, — это конструктивные ошибки, которые могут увеличить загрязнение. По словам Саммерсайда, многие старые конструкции могут накапливать инородные материалы в системе охлаждения лопастей. Поскольку лопатки турбины спроектированы так, чтобы испытывать определенное количество движений в месте крепления к ротору, любые изменения ожидаемого движения могут изменить поведение лопаток во время работы, иногда с катастрофическими последствиями. Такое накопление в системе охлаждения со временем может ограничить движение лопастей, в конечном итоге заблокировав лопасть на месте, если оно станет достаточно серьезным.В некоторых случаях, по словам Саммерсайда, это может изменить резонанс лопастей настолько, чтобы они высвободились, что обычно приводит к серьезным или смертельным повреждениям остальной части двигателя. Правильная фильтрация охлаждающего воздуха может уменьшить проблему. Современные конструкции включают в себя грязеуловитель, который предотвращает скопление в критических местах, но его необходимо периодически очищать.

По мере того, как конструкция турбин меняется в соответствии с новыми требованиями рынка, они могут изменять методы технического обслуживания так, как пожилые сотрудники могут не полностью понять их.Стэнсбери отметил, что некоторые операторы могут не понимать, как правильно рассчитывать интервалы технического обслуживания в соответствии с рекомендациями производителя оригинального оборудования (OEM), особенно для устройств, которые часто меняли свои рабочие профили или этот цикл. «Многие клиенты считают само собой разумеющимся, что легко понять, как запланировать конкретное отключение». По его словам, на самом деле это может быть обманчиво сложно. «Они думают, что это либо часы, либо запуски, но им необходимо понимать влияние различных режимов работы на эти интервалы технического обслуживания. Например, если у них есть режим пиковой нагрузки или возможность быстрого запуска, есть и другие факторы, которые входят в рекомендации OEM ». Не все запуски и часы работы одинаковы.

Закон Мерфи

Наконец, операторы должны помнить о том, что не все идет по плану, и ошибки — некоторые вопиющие — допускаются, будь то во время проектирования, производства, строительства, эксплуатации, обслуживания или модернизации. Саммерсайд рассказал POWER об одном особенно неприятном эпизоде.Завод-заказчик с тремя идентичными установками начал испытывать серьезные отклонения выбросов от одной турбины. В то время как другие работали нормально, третий просто не мог быть настроен на ограничение выбросов CO при низкой нагрузке. Проблема была настолько серьезной, что установка не могла запустить этот агрегат в режиме малой нагрузки. Повторное тестирование не выявило проблемы, и PSM не смогла найти ее, хотя три устройства предположительно были идентичны. Проблема сохранялась в течение трех лет эксплуатации, пока PSM не отозвали для капитального ремонта систем сгорания.

Когда камеры сгорания были разобраны для обслуживания, проблема была наконец обнаружена: на одном из коллекторов воздуха, питающих одну из камер сгорания, фланец на трубе был заклеен изолентой. Лента была помещена туда во время предыдущего отключения, чтобы предотвратить попадание мусора в коллектор, но она не была удалена при сборке системы. Хотя изолента несколько испортилась за годы эксплуатации, изолента — главный элемент стольких ремонтов мастерами-любителями и профессионалами — сохранилась и препятствовала потоку воздуха в камере сгорания, пока ее не обнаружили.

Мораль, сказал Саммерсайд, заключается в том, что надлежащие проверки технического обслуживания и документация имеют такое же значение, как и раньше. ■

— Томас У. Овертон, JD — младший редактор POWER.

Могут ли ветряные турбины вызвать недуг? | НОВА

Количество энергии ветра, производимой в Америке, за последние годы почти удвоилось. Сегодня Соединенные Штаты занимают первое место в мире по выработке электроэнергии с помощью ветра,

Получайте электронные письма о предстоящих программах NOVA и сопутствующем контенте, а также предоставляйте репортажи о текущих событиях через призму науки.

В таких местах, как Массачусетс, Нью-Йорк и Вермонт, где недавно были реализованы проекты промышленных ветряных турбин, жители сообщали о таких симптомах, как тошнота, нарушения сна, усталость и повышенный стресс, которые они объясняют низкочастотным гудением — комбинацией слышимого звука. басовые звуки и неслышные вибрации, создаваемые турбинами.

По мере того как общественная поддержка технологий использования возобновляемых источников энергии, таких как ветер, набирает обороты, некоторые местные сообщества уступают место, утверждая, что эти усилия не должны осуществляться в ущерб их здоровью. Но вопрос о том, действительно ли звук, слышимый или неслышимый, влияет на здоровье человека, остается предметом серьезных споров.

Научный консенсус предполагает, что это не так. Двадцать пять рецензируемых исследований обнаружили, что проживание рядом с ветряными турбинами не представляет опасности для здоровья человека. В исследованиях рассматривался ряд последствий для здоровья, от потери слуха, тошноты и нарушений сна до головокружения, артериального давления, шума в ушах и многого другого. Недавно новое исследование с использованием ретроспективных данных показало, что стресс, измеряемый уровнем кортизола в волосах, не был связан с близостью к ветряным турбинам.

Исследование, опубликованное в июньском номере журнала Журнал Американского акустического общества , не обнаружили прямой связи между удаленностью жителей от ветряных турбин в Онтарио и на острове Принца Эдуарда и нарушениями сна, артериальным давлением или стрессом. Уровни стресса были как самооценками, так и измеренными с помощью уровня кортизола в волосах, гормона, выделяемого при стрессе, который подготавливает организм к реакции «бей или беги».

«Дело не в том, что мы не верим в то, что люди плохо себя чувствуют или плохо спят», — сказала Сандра Сульски, одна из соавторов исследования и эпидемиолог Ramboll, международной консалтинговой компании по инженерным вопросам.«Мы не знаем, как это связано с наличием или отсутствием ветряной турбины».

В исследовании использовались общедоступные данные обследования общественного здравоохранения 2013 года, проведенного по заказу правительства Канады, которое называется «Общественный шум и обследование здоровья», которое является единственным крупномасштабным исследованием как субъективного (симптомы, о которых сообщают сами люди), так и объективного (уровни кортизола, кровь давление, частота пульса, мониторинг сна) последствия для здоровья в связи с проживанием вблизи ветряных турбин. Как первоначальное исследование 2013 года, так и новый ретроспективный анализ показали, что шум ветряной турбины и близость, соответственно, не были связаны с какими-либо неблагоприятными последствиями, за исключением раздражения.

Однако результаты двух исследований разошлись в одном интересном направлении. Недавний анализ показал, что чем ближе респонденты жили к ветровым турбинам, тем ниже они оценивали качество жизни своей окружающей среды. Первоначальное исследование не обнаружило связи между уровнями звука и этими оценками качества жизни. Хотя, по словам Сульски, из-за отсутствия исходных данных для выборки трудно определить, были ли респонденты недовольны до установки ветряных турбин.

«Но это действительно предполагает, что на это восприятие влияет нечто иное, чем сам звук», — сказал Сульски.

При отсутствии доказанной биологической основы описанных симптомов некоторые указали на «эффект ноцебо» как на причину жалоб. Эффект ноцебо сродни эффекту плацебо, когда положительное отношение человека к лекарству или лечению дает положительные результаты, за исключением эффекта ноцебо, это отрицательное отношение и отрицательные результаты.

Идея о том, что эффект ноцебо может быть причиной проблем, о которых сообщают люди, подтверждается 2014 исследование в котором указывалось, что жалобы на здоровье чаще возникают в областях с наиболее негативной информацией о предполагаемых вредных воздействиях турбин. Масштабный опрос населения в Нидерландах обнаружили, что сообщения о стрессе и нарушении сна чаще наблюдались в местах, где были видны турбины.

Для тех, кто живет в тени ветряных турбин, мало споров о том, что турбины повредили их ранее сельский образ жизни.Аннетт Смит, глава группы Vermonters за чистую окружающую среду и давний критик промышленных ветровых проектов, сказала, что эти проекты «разрушили сообщество».

«Если вы просто поговорите с людьми, которые живут вокруг этих вещей, нет никаких сомнений в том, что люди заболевают», — сказал Смит.

Через общественную организацию, которую она возглавляет, Смит помогла организовать общественные слушания для жителей, которые сообщают о серьезных заболеваниях, а также о потерянных хобби, таких как садоводство, из-за инфразвуковых колебаний. В одном случае жительница по имени Луанн Терриен, которая живет менее чем в миле от 400-футовой турбины, сказала, что изначально поддерживала ветряные проекты.

«Мы не были против турбин, пока они не вошли [но после того, как] у нас закружилась голова, как вы не поверите, — сказала она. одно слушание .

Одна из теорий местных жителей относительно того, почему эти эффекты не обнаруживаются в исследованиях, заключается в том, что горы Вермонта направляют звук так, как не делают равнины Среднего Запада.Другие говорят, что некоторые люди могут быть более восприимчивы, чем другие, к неслышному шуму, например морской болезни.

В ответ на эти попытки лоббирования Смит сказал, что коммунальные компании не проявили готовности говорить о реальных решениях, таких как мониторинг шума в реальном времени, как это происходит в аэропортах. «Они просто отрицают, что это происходит», — сказала она.

Помимо шума, у Смит есть то, что она называет «меню» других проблем с промышленными ветровыми проектами в жилых районах. Она ссылается на экологические последствия строительства дорог и взрыва хребтов, изменения топографии земли и изменения популяций диких животных. Смит, которая живет «вне сети» с солнечными батареями и иногда дизельным генератором, снабжающим ее электричеством, сомневается, что приверженность этому безуглеродному источнику электроэнергии слишком дорого обходится сельским общинам, в которых они проживают.

«От всех нас ждут решения мировых энергетических проблем, если мы не хотим ветра», — сказал Смит.«И я думаю, что есть много других способов развития и получения энергии, которыми люди не приносятся в жертву, не болеют, не покидают свои дома … или не высмеиваются».

Что касается того, остановят ли жалобы близлежащих жителей распространение ветроэнергетики в США, недавние данные показывают, что они этого не сделают. С 2011 по 2016 год электроэнергия, вырабатываемая ветряными турбинами, выросла со 120 миллионов до 226 миллионов мегаватт-часов в Соединенных Штатах — рост, который также не привел к увеличению количества свидетельств неблагоприятных последствий для здоровья.

«Естественно искать причины, и что-то, что кажется новым в окружающей среде, является естественным выводом, — сказал Сульски. «Но пока доказательства не подтверждают причинно-следственную связь».

Можно ли сделать ветряную турбину без ископаемого топлива?

Были выдвинуты различные сценарии, показывающие, что 100% возобновляемая энергия достижима. Некоторые из них даже заявляют, что мы можем полностью отказаться от ископаемого топлива всего за пару десятилетий.Может быть желателен мир, полностью лишенный окаменелостей, но достижим ли он?

Текущая осуществимость 100% возобновляемых источников энергии легко проверить, задав простой вопрос. Сможете ли вы построить ветряную турбину без ископаемого топлива? Если машины, которые будут обеспечивать 100% возобновляемую энергию, не могут быть созданы без ископаемого топлива, то совершенно очевидно, что мы не сможем получить 100% возобновляемую энергию.

Вот как выглядит типичная ветряная турбина:

Из чего она сделана? Много стали, бетона и современного пластика. Требования к материалам современной ветряной турбины были рассмотрены Геологической службой США. В среднем на 1 МВт ветровой мощности требуется 103 тонны нержавеющей стали, 402 тонны бетона, 6,8 тонны стекловолокна, 3 тонны меди и 20 тонн чугуна. Элегантные лопасти сделаны из стекловолокна, башня размером с небоскреб — из стали, а основание — из бетона.

Эти требования можно поместить в контекст, учитывая, сколько нам потребуется, если мы быстро перейдем на 100% ветровую электроэнергию в течение 20-летнего периода.Средний мировой спрос на электроэнергию составляет примерно 2,6 ТВт, поэтому нам необходимо в общей сложности около 10 ТВт ветровой мощности для обеспечения этой электроэнергии. Таким образом, нам потребуется около 50 миллионов тонн стали, 200 миллионов тонн бетона и 1,5 миллиона тонн меди в год. Эти цифры кажутся высокими, но текущее мировое производство этих материалов более чем на порядок превышает эти требования.

Для краткости я рассмотрю только, можно ли производить эту сталь без ископаемого топлива, и можно ли изготавливать бетон без производства углекислого газа. Однако вначале я отмечу, что потребность в стекловолокне означает, что ветряная турбина в настоящее время не может быть изготовлена ​​без добычи нефти и природного газа, потому что стекловолокно без исключения производится из нефтехимии.

Начнем со стали. Как мы производим большую часть стали во всем мире?

Есть два метода: переработка старой стали или производство стали из железной руды. Подавляющее большинство стали производится с использованием последнего метода по той простой причине, что поблизости нет достаточно старой стали, которая могла бы быть переплавлена ​​для удовлетворения мирового спроса.

Вот краткое описание того, как мы производим сталь. Сначала мы извлекаем железную руду из земли, оставляя ландшафт, выглядящий следующим образом:

Это делается с помощью мощных машин, которым требуется топливо с высокой плотностью энергии, например, дизельного топлива:

И машины, которые выполняют всю эту работу почти полностью сделаны из стали:

После добычи железную руду нужно будет транспортировать на сталелитейный завод. Если железная руда поступает из Австралии или Бразилии, ее, скорее всего, придется погрузить на большой балкер и перевезти в другую страну.

Что приводит в действие эти корабли? Дизельный двигатель. И они большие:

Простые инженерные реалии означают, что судоходство требует высокоэнергетического топлива, в основном дизельного. Из-за присущей им низкой плотности энергии ветра и солнечной энергии установка солнечных батарей или, возможно, воздушного змея на один из этих кораблей не сможет удовлетворить их потребности в энергии. Скорее всего, мы останемся на дизельных двигателях на несколько поколений.

Затем мы перерабатываем эту железную руду в сталь.Как это сделать? Есть только два широко используемых метода. Доменная печь или маршруты прямого восстановления, и эти процессы в основном зависят от подачи большого количества угля или природного газа.

Современная доменная печь

Доменная печь используется для производства большей части стали во всем мире. Здесь уголь является ключевым. Железная руда непригодна для использования в основном потому, что это в основном оксид железа. Его необходимо очистить путем удаления кислорода, и мы делаем это путем реакции железной руды с оксидом углерода, полученным с использованием кокса:

Fe ₂ O ₃ + 3CO → 2Fe + 3CO ₂

Производство диоксида углерода следовательно, это не просто результат энергетических требований производства стали, но и химических требований плавки железной руды.

Эту сталь затем можно использовать для изготовления башни для ветряной турбины, но, как вы можете видеть, каждый важный этап производственной цепочки для того, что мы называем первичной сталью, зависит от ископаемого топлива.

По весу цемент является наиболее широко используемым материалом в мире. Сейчас мы производим более 3,5 миллиардов тонн продукции каждый год, большая часть которой производится и потребляется в Китае. И одно из наиболее важных применений цемента — производство бетона.

Цемент составляет от 10 до 20% массы бетона, в зависимости от конкретного бетона.Однако с точки зрения воплощенной энергии и выбросов она составляет более 80%. Итак, если мы хотим производить бетон без выбросов, нам действительно нужно выяснить, как производить цемент без выбросов.

Мы производим цемент в цементной печи с использованием печного топлива, такого как уголь, природный газ или довольно часто используемые шины. Обеспечение теплом при производстве цемента является очевидным источником парниковых газов, и обеспечение этого тепла источниками с низким содержанием углерода столкнется с множеством проблем.

Современная цементная печь

Эти проблемы можно преодолеть, а может и не преодолеть, но вот одна из них более сложная.Примерно 50% выбросов от производства цемента происходит не за счет энергообеспечения, а за счет химических реакций при его производстве.

Ключевой химической реакцией при производстве цемента является превращение карбоната кальция (известняк) в оксид кальция (известь). Удаление углерода из карбоната кальция неизбежно приводит к выбросу углекислого газа:

CaCO ₃ → CaO + CO ₂

Эти химические реалии чрезвычайно затрудняют полную декарбонизацию цементного производства.

Общее производство цемента в настоящее время составляет около 5% мировых выбросов диоксида углерода, и почти 7% приходится на производство чугуна и стали. Не мелочь.

В заключение, очевидно, что мы не можем строить ветряные турбины в больших масштабах без ископаемого топлива.

Ничто из этого не является аргументом против ветряных турбин, это просто аргумент против чрезмерных обещаний того, что может быть достигнуто. Также следует отметить, что мы не можем построить атомную электростанцию ​​или любую крупную инфраструктуру, если на то пошло, без бетона или стали.Может быть желательно будущее без ископаемого топлива, но в настоящее время оно недостижимо. Соответственно должны быть установлены ожидания.

Устойчивые материалы с открытыми глазами — Олвуд и Каллен

Создание современного мира: материалы и дематериализация — Вацлав Смил

Общие проблемы и отказы турбонагнетателей

Вы обеспокоены тем, что турбокомпрессор вашего дизельного двигателя работает не так, как должен? Вы знаете, что искать?

Турбокомпрессор играет важную роль в повышении мощности и эффективности вашего двигателя. Из-за этого вы хотите убедиться, что все работает без сбоев. Этот пост посвящен тому, чтобы помочь вам лучше понять, что может пойти не так, чтобы вы могли минимизировать время простоя и повысить эффективность. Чтобы помочь в устранении проблемы, ознакомьтесь с нашим контрольным списком диагностики сбоев.

Хотите больше информации о турбокомпрессорах? Ознакомьтесь с нашим общим руководством!