Baterii numite surse chimice de energie electrică reutilizabile, care magazin (acumulare) de energie prin trecerea curentului electric prin ele si apoi da-l atunci când conectarea la o sarcină externă - electroconsumers. Componentele principale ale bateriei sunt electrozii pozitivi și negativi imersate într-un rezervor de electrolit.
Principiul de funcționare se bazează pe baterii folosind reacții reversibile între electrozi și electrolit, la care energia electrică este trecut prin bateria este transformată într-chimic (modul de încărcare) și apoi produsul chimic - în energie electrică (modul de descărcare). În acest caz, reactiv (de lucru), materialul de electrod pe plăcile este mai întâi transformată într-un alt compus chimic și apoi aproape complet readus la starea inițială. În funcție de compoziția elementelor chimice utilizate pentru plăci de electrozi și baterii cu electrolit divizat în plumb-acid și alcalină WIDE. Un număr de baterii din seria conectate pentru a forma o baterie, în care FME din fiecare baterie este însumată. Principalele tipuri de baterii fabricate pentru locomotive sunt plumb-acid 32TN-450U2, 450U2-48TN, 48TN-350U2 și 46TPNZH 550U2-alcalină, 46TPNK-550T2. Numerele de desemnare a inclus tip baterie și litere caracterizează bateria următoarele date tehnice:. 32, 46, 48 - numărul de baterii conectate în serie, bateria, buc; 350, 450, 550 - capacitatea nominală a bateriilor incluse în descărcarea bateriei într-un anumit mod, Ah; Т, ТП - atribuirea bateriei - motorină (pornire); H - tip de plăci electrod Tabelul 8.4
Capacitate nominală, Ah
Tensiune nominală, V
Modul de formare oapiala
Modul de pornire al motorului diesel
Greutate cu electrolit, kg
Durată și curent, h / A
Tensiunea finală, V, nu mai puțin de
Tensiune, V, nu mai puțin de
Tensiune, V, nu mai puțin de
staniu al bateriei prin metoda de aplicare a unei substanțe de lucru la grătarul de plumb - namaznye; НЖ, НК - sistem electrochimic de baterii: nichel-fier, nichel-cadmiu; V2, T2 - pentru climatul temperat și tropical cu plasarea într-un dulap, carcasă.
Principalele date tehnice ale bateriilor de acumulatoare pentru locomotive diesel produse sunt prezentate în tabelul nr. 8.4.
Încărcarea bateriilor în timpul punerii în funcțiune provine de la generatorul auxiliar al locomotivei diesel sau din orice altă sursă de curent continuu în condițiile indicate în tabelul nr. 8.5.
Acid-acumulator TN-450. Se compune (figura 8.31, a) din blocul care se alternează unul cu celălalt
20 negativ și 19 plăci pozitive de electrozi 1 plasate în rezervorul ebonită (vas) 2 și picioarele așezate pe plăci de protuberanțe speciale (prisme) din fundul rezervorului. Plăcile sunt turnate grile dintr-un aliaj de plumb (95%) și întărire se antimoniu (5%), celulele sunt umplute (pensulare) substanță, care în stare încărcată inițial este oxidul de plumb (II) primeia au pozitiv și curate plumb spongioase PB de lucru la plăcile negative. plăci adiacente de polaritate diferită separate prin separatoare 3 de miplasta cu nervuri si fibra de sticla. Plăcile de aceeași polaritate sunt sudate împreună în jumătăți bloc separate. La începutul și la sfârșitul semi-blocurilor din tabelul 8.5
acumulator în încărcătură, B
tensiune la kazh-
Durata de viață a bateriei este de aproximativ 2 V
tensiunea fiecărei baterii este de aproximativ 1,7 V
a-răcire tip plumb TH-450; b - nichel-fier alcalin tip TPNZH-550
4. Deasupra Concluzii payany rezervor închis ebonită capac 5 cu patru găuri pentru trecerea de pini și gaura centrală a cincea plăci semiblocks pentru umplere electrolit. pe perimetrul capacul rezervorului este etanșat prin turnarea mastic de acid, și în pasaje concluzii semiblocks platouri - garnituri inelare din cauciuc. Deschiderea centrală este închisă dop ebonită 6 cu canale verticale și orizontale (gaze de ieșire) și scutul reflectorizant 7 (pentru a preveni electrolit din stropirii). reîncărcabilă electrolit baterie este o soluție de acid sulfuric în densitate NgBSch apă distilată de 1.24-1.27 g / cm3, umplut în baterie la un nivel de 15 mm deasupra panoului de izolație de siguranță 7.
Atunci când electrolitul interacționează cu substanța activă a plăcilor de electrozi în timpul acțiunii bateriei, reacțiile chimice apar pe plăci în conformitate cu ecuația generală:
Astfel, în timpul încărcării electronii atomilor cu plăci de electrozi pozitivi trece în soluția de electrolit și se acumulează pe plăcile unui potențial electric la + 1.7V, și o parte a electronilor de atomi din soluția de electrolit se deplasează la plăcile negative, și se acumulează potențial la minus 0,35 B. General emf. 2,04-2,1 este încărcat bateria B. În timpul descărcării, reversul este adevărat, cu toate acestea, descărcarea trebuie efectuată chiar înainte de a ajunge la FME 1,8 V,
după care rezistența și distrugerea plăcilor electrod încep să scadă.
Incarcarea trebuie efectuată nu mai târziu de șase ore după turnarea electrolitului în ele, pentru a preveni un grosier plăci de electrozi (ireversibil) sulfatare. Sulfatare este de a forma pe suprafața plăcilor de plumb hidrosulfit RSCH. În perioada inițială este într-o stare foarte dispersată, dar apoi au format cristale mari, crescând brusc rezistența internă a bateriei, pentru a preveni pătrunderea electrolitului la straturile interioare ale plăcilor substanței de lucru și reducerea capacității bateriei. Acest fenomen se observă și în subîncărcarea sistematic taxa prea adânc, inactivitate prelungită, bateria cu o temperatură ridicată electrolit, poluarea excesivă sau densitatea acestuia.
Densitatea electrolitului este în mod semnificativ dependentă de temperatură și de temperatura densității de congelare. Prin urmare, în vara (în zonele cu climă caldă continuă) densitatea electrolitului ar trebui să fie în intervalul 1,24- 1,25 g / cm3, iar în timpul iernii în regiunile nordice și Siberia, trebuie să fie ridicat la 1,26-1,27 g / cm3. Densitatea electrolitului este monitorizată printr-un hipermetru în conformitate cu manualul de instrucțiuni pentru locomotiva pentru baterii și motorină. Punctul de îngheț al electrolitului la o densitate de 1,26-1,27 g / cm3 este sub minus 50 ° C. Acest lucru asigură funcționarea bateriilor cu plumb-acid de locomotive diesel aproape pe întreaga rețea de căi ferate din URSS cu încălzire redusă sau puțin. O baterie descărcată are o densitate mai scăzută de electroliți și este mai predispusă la îngheț. Pentru transportul facil, instalare și de protecție de la tancurile de daune sunt echipate cu baterii în secțiunea patru bucăți de 32TN-450U2 acumulator 48TN-350U2 și trei piese pentru baterie 48TN-450U2. Secțiunile sunt plasate în cutii din lemn (cutii). Bateriile în secțiuni și bateriile sunt conectate între ele prin cupru, poduri acoperite cu plumb (plăci) în conformitate cu schemele prezentate în Fig. 8.32.
Baterie alcalină nichel-fier-TPNZH 550U2. Constă dintr-un bloc alternativ 36 între un electrod plăci pozitive și negative 34, 11 (fig. 8.31, b) plasate într-un recipient de oțel 14 acoperit în interiorul alcalii substanță lac rezistent. Plăcile constau dintr-o substanță de lucru umplută din oțel placată cu lamele-cutii cu centura perforată 0,1 mm grosime, unite în broască și întărită pe ambele fețe cu nervuri din oțel sudate la acestea patinele de contact. Plăcile de o polaritate conectate în tocuri semiblock de benzi de contact (prin inelul intermediar) și strânse cu piulițe sau fixate prin sudură. Între plăcile adiacente ale polarități diferite montate pe separator ondulat perforat de vinil plastic sau cordon de cauciuc este prevăzut. Din pereții rezervorului din pachetul de plăci izolat inserat de-a lungul perimetrului filmului rezervor de vinil din plastic. Substanța de lucru a plăcilor pozitive în starea bateriei sursă (încărcată) este un hidroxid de nichel (II) 1MYUN în amestec cu grafit și aditivi de activare, cât și negative - minereul amestec de restaurare, oxid de fier P „Nn și adjuvanți electrolit este o soluție de 20 la suta de hidroxid de potasiu. KOH în apă distilată, cu adaos de hidroxid de litiu 20 g / l YUN (pentru a crește durata de viață a bateriei) densitate de 1,28 g / cm3, completat bateria la un nivel de 40-50 mm deasupra plăcilor de electrozi.
a, b - tipuri de stingere a plumbului 32ТН-450 și 48ТН-450, respectiv 48ТН-350; in - nichel-fier alcalin de tip 46ТПНЖ.-550
În timpul acțiunii bateriei, pe plăcile sale apar reacții chimice între substanța de lucru și electrolit:
În acest caz, în timpul încărcării pe plăci, se acumulează un potențial electric cu o emf comună. 1,7 V, iar în timpul descărcării se produce procesul invers. Dar descărcarea de gestiune ar trebui să continue numai până când ajunge la emf. 1,0 V, pentru a nu provoca deteriorarea plăcilor. Temperatura electrolitului când bateria este încărcată nu trebuie să fie mai mare de 45 ° C. Dacă temperatura de electrolit peste 45 și sub 5 ° C, capacitatea bateriei este redusă la jumătate, iar la temperatura electrolitului este sub O ° C baterie alcalină este epuizată, astfel încât în timpul iernii trebuie să fie prevăzută pentru încălzire. rezervor acumulator top închis capac din oțel timbrat 13 cu patru găuri pentru trecerea bolțului 8 semiblocks plăcile de o polaritate. Conductoarele sunt izolate cu inele din plastic 12 și etanșate cu inele de cauciuc. În centrul capacului, un tub 9 cu gât expandabil este sudat pentru a umple electrolitul. Tubul este închis de un dop de clapă 10 cu un orificiu de evacuare a gazului. Pe perimetru, capacul este sudat pe pereții rezervorului cu o cusătura continuă. În afară, rezervorul este vopsit și se pune un strat de protecție și izolație din cauciuc. La instalarea bateriilor pe locomotiva diesel, bateriile sunt instalate strâns una în cealaltă și asigurate de mișcare. Acumulatorii din baterie sunt conectați prin intermediul unor poduri (anvelope) placate cu nichel, în conformitate cu schema prezentată în Fig. 8,32, c.
Indicatori comparativi pentru diferite tipuri de baterii. Bateriile utilizate pe locomotive diesel pentru diferiți parametri tehnici și operaționali au diferențe semnificative. Astfel, bateriile cu plumb-acid au o tensiune de 1,5 ori mai mare și, prin urmare, o capacitate și o putere specifică mai mare pe unitate de volum și masă decât alcaline. Ele sunt eficiente la temperaturi scăzute. Coeficientul de eficiență al bateriilor cu plumb-acid, definit ca fiind produsul randamentului de capacitate cu raportul dintre media emf. atunci când este descărcat, încărcarea este de o dată și jumătate mai mare decât cea a alcalinei (până la 75% față de 50%). baterii alcaline cu nichel-fier nu conțin nocive asupra sănătății oamenilor duc mai rezistente la efectele dinamice (vibrații, tremurături) pe unitățile de transport sunt mai puțin sensibile la supraîncărcarea și scurt-circuit, mai ușor de întreținut și au o 2,5-3 ori mai mult serviciu decât plumb-acid (până la 1200 cicluri de încărcare-descărcare contra 400 și până la 6 ani față de 2-3).
Pe termen electric industrie pentru a crea noi tipuri de baterii reîncărcabile pentru locomotive, sunt furnizate cele mai importante: plumb-acid 400U2,48TN 32TN-400U2;
alcalin-nichel-fier 46TPNZhK-400P-U2 și nichel-cadmiu 46TPNK-400P-U2. La ceva mai mic (optim pentru locomotive) capacitate în comparație cu eliberarea noilor panouri de baterii au masă, respectiv, 15 și 30% mai mici și dimensiuni de gabarit, la 25 și 30% peste descărcarea curentului maxim (momentane), 1,5-2 ori mai mult durată de viață, o fiabilitate mai mare. Rezervoarele de baterii alcaline sunt fabricate din plastic rezistent la alcaline de înaltă rezistență.
Plasarea și includerea în schema electrică a bateriilor de acumulatoare pe locomotive diesel. Bateriile de pe locomotivele principale diesel sunt plasate, de regulă, în celule speciale sub cadrul principal de pe ambele părți ale rezervorului de combustibil sau de-a lungul capetelor locomotivei. Acest lucru asigură confortul instalării și întreținerii de pe corpul locomotivei sau din exterior direct de la sol. La locomotivele de manevră, bateriile sunt plasate într-o încăpere specială (compartiment) în spatele cabinei operatorului. Pentru a asigura temperatura necesară în locurile de instalare a bateriilor asigurați ventilația, iar iarna și încălzirea. Bateriile alcaline din capacele de cauciuc sunt izolate suplimentar de corp prin intermediul materialelor rezistente la alcaline. Diagrama include un echipament de locomotivă baterie prin furnizarea de energie redusă a bateriei numai pentru un număr limitat de consumatori necesare atunci când motorul diesel și pornirea motorului diesel. În timpul funcționării motorului diesel, bateria trebuie să fie în mod automat încărcare constantă (modul tampon). În acest caz, temperatura electrolitului trebuie menținută în limite acceptabile, altfel capacitatea și durata de viață a bateriei vor fi reduse drastic. Din cauza suprasarcinilor și a scurtcircuitelor în circuitul extern, bateriile sunt protejate prin siguranțe sau dispozitive automate.