Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое врд двигатель

Комбинированный воздушно-реактивный двигатель

Основные конструктивные особенности

Комбинированный воздушно-реактивный двигатель состоит из входного устройства, компрессора с приводом, камеры сгорания, выходного устройства и системы внутреннего воздушного охлаждения. Привод компрессора в нём выполнен в виде самостоятельного двигателя, установленного между входным устройством и компрессором , а система его внутреннего воздушного охлаждения содержит устройство подвода и отвода охлаждающего воздуха, заборное и выпускное устройства. Устройство подвода и отвода охлаждающего воздуха выполнено в виде прямого и обратного продольных воздуховодов, сообщающихся между собой в задней части двигателя. Заборное устройство соединено с прямым воздуховодом и установлено во входном устройстве двигателя, а выпускное устройство выполнено в виде окон, соединяющих обратный воздуховод с проточной частью двигателя перед входом в компрессор.

В качестве самостоятельного двигателя для привода компрессора использован турбороторный двигатель внутреннего сгорания.

Прямой воздуховод в системе внутреннего воздушного охлаждения может быть выполнен в виде сквозного канала внутри центрального вала двигателя, обратный же может быть образован внутренними полостями двигателя, сообщающимися между собой через окна в его неподвижных перегородках и вращающихся дисках компрессора, а заборное устройство может быть выполнено в виде вентилятора.

Рёбра, образующие окна во вращающихся дисках компрессора, могут быть развёрнуты под углом к их осям.

Выполнение привода компрессора в виде самостоятельного двигателя, установленного между входным устройством и компрессором, вместо газовой турбины исключает отбор значительной части энергии рабочих газов после камеры сгорания для обеспечения работы компрессора и устраняет основное препятствие, ограничивающее возможность повышения их давления и температуры в камере сгорания, что позволяет существенно повысить их значения на входе в реактивное сопло и увеличить за счёт этого удельную тягу двигателя.

Выполнение устройства подвода и отвода охлаждающего воздуха в виде прямого и обратного продольных воздуховодов, сообщающихся между собой в задней части двигателя, позволяет существенно увеличить площадь поверхностей обдуваемых воздухом деталей, а соединение заборного устройства с прямым воздуховодом, его размещение во входном устройстве двигателя и выполнение в виде вентилятора, разворот рёбер, образующих окна во вращающихся дисках компрессора, под углом к их осям – увеличить интенсивность движения охлаждающего воздуха, что, в целом, существенно повышает эффективность системы охлаждения, создаёт условия для дополнительного повышения температуры газов в камере сгорания и, соответственно, удельной тяги двигателя.

Выполнение выпускного устройства в виде окон, соединяющих обратный воздуховод с проточной частью двигателя перед входом в компрессор, обеспечивает возврат тепла, уносимого охлаждающим воздухом, в камеру сгорания, что способствует существенному повышению КПД двигателя.

Устройство и принцип работы

Устройство предлагаемого двигателя показано на Рисунке 1.

Комбинированный воздушно-реактивный двигатель состоит из входного устройства 1 , компрессора 2 с приводом, камеры сгорания 3 , выходного устройства 4 и системы его внутреннего воздушного охлаждения.

Привод компрессора 2 выполнен в виде самостоятельного турбороторного двигателя внутреннего сгорания 5 , установленного между входным устройством 1 и компрессором 2 .

Система внутреннего воздушного охлаждения указанного двигателя содержит устройство подвода и отвода охлаждающего воздуха, заборное 6 и выпускное устройства.

Устройство подвода и отвода охлаждающего воздуха состоит из прямого и обратного продольных воздуховодов 7 и 8 соответственно. Заборное устройство 6 соединено с прямым воздуховодом 7 , установлено во входном устройстве 1 двигателя и выполнено в виде вентилятора, а выпускное устройство – в виде окон 9 , соединяющих обратный воздуховод 8 с проточной частью двигателя перед входом в компрессор 2 .

Прямой воздуховод 7 при этом выполнен в виде сквозного канала внутри центрального вала 10 двигателя, а обратный воздуховод 8 образован внутренними полостями, сообщающимися между собой через окна 11 , 12 в неподвижных перегородках двигателя и вращающихся дисках компрессора 2 .

Рёбра 13 , образующие окна 12 во вращающихся дисках компрессора 2 , развёрнуты под углом к их осям.

Двигатель работает следующим образом.

Наружный воздух через входное устройство 1 непрерывно поступает в компрессор 2 , где сжимается и подаётся в камеру сгорания 3 , куда одновременно непрерывно впрыскивается мелко распылённое жидкое топливо и происходит его сгорание при почти постоянном давлении. Образующиеся в результате сгорания топлива газообразные продукты поступают в выходное устройство 4 , где расширяются и с большой скоростью вытекают во внешнюю среду, создавая реактивную тягу двигателя.

Вращение компрессора 2 обеспечивается с помощью привода, выполненного в виде самостоятельного турбороторного двигателя внутреннего сгорания 5 , охлаждение которого осуществляется воздушным потоком, поступающим через входное устройство 1 .

Часть поступающего во входное устройство 1 воздуха захватывается заборным устройством 6 и по прямому воздуховоду 7 подаётся в заднюю часть двигателя, откуда по обратному воздуховоду 8 , обдувая внутренние поверхности охлаждаемых деталей двигателя, через окна 9 поступает в его проточную часть перед компрессором 2 .

Читать еще:  Что такое объем двигателя ссангйонг

Вентилятор заборного устройства 6 и рёбра 13 во вращающихся дисках компрессора 2 , установленные под углом к их осям, обеспечивают интенсивную прокачку охлаждающего воздуха через прямой 7 и обратный 8 воздуховоды.

Движение охлаждающего воздуха показано на Рисунке 1 стрелками.

Основные характеристики

Проведенные оценки показывают, что за счёт предлагаемых технических решений возможно обеспечить следующие характеристики воздушно-реактивного двигателя:

Давление в камере сгорания, МПа0,3 — 1,0
Температуру в камере сгорания, o К2500 — 2700
Удельную тягу двигателя, м/с1500 — 2000
КПД двигателя0,5 — 0,6

Список использованных источников

  1. Патент РФ № 2446304 по кл. F 02 K 5/02, 2012 г.

Содержание

Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы имеют следующие достоинства:

Простая конструкция

Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе ВРД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Для уменьшения трудоемкости катушки обмотки якоря могут изготавливаться отдельно, а затем надеваться на полюсы статора.

Высокая ремонтопригодность

Простота обмотки якоря повышает ремонтопригодность ВРД/ВРГ, т.к. для ремонта достаточно сменить вышедшую из строя катушку.

Отсутствие механического коммутатора

Управление электромеханическим преобразователем электропривода/генератора осуществляется с помощью высокоэффективных силовых полупроводниковых элементов — IGBT или MOSFET (HEXFET) транзисторов, надежность которых существенно превышает надежность любых механических деталей, например: коллекторов, щеток, подшипников.

Отсутствие постоянных магнитов

ВРД/ВРГ не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на статоре, при этом он успешно конкурирует по характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами (ВЭДПМ). В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках ВРД/ВРГ имеет в 4 раза меньшую стоимость, значительно большую надежность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур. Конструктивно, по сравнению с ВЭДПМ, ВРД/ВРГ не имеет ограничения по мощности (практически, мощность ВЭДПМ ограничивается пределом около 20-40 кВТ). ВЭДПМ требуют защиты от металлической пыли, боятся перегрева и сильных электромагнитных полей, в случае короткого замыкания обмотки превращаются в самовозгорающуюся систему. Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы свободны от всех этих недостатков.

Малое количество меди

На изготовление ВРД/ВРГ требуется в среднем 2-3 раза меньше меди, чем для коллекторного электродвигателя такой же мощности, и в 1,3 раза меньше меди, чем для асинхронного электродвигателя. Tепловыделение происходит в основном только на статоре, при этом легко обеспечивается герметичная конструкция, воздушное или водяное охлаждение

В рабочем режиме не требуется охлаждение ротора. Для охлаждения ВРД/ВРГ достаточно использовать наружную поверхность статора.

Высокие массогабаритные характеристики

В большинстве случаев ВРД/ВРГ может быть выполнен с полым ротором. Толщина спинки ротора при этом должна быть не менее половины ширины полюса. Подбором количества полюсов статора и ротора могут быть оптимизированы массогабаритные характеристики электродвигателя/генератора, его мощность при заданном моменте и диапазоне частоты вращения.

Низкая трудоемкость

Простота конструкции ВРД/ВРГ снижает трудоемкость его изготовления. В сущности, его можно изготовить даже на не специализирующемся в области электромашиностроения промышленном предприятии. Для серийного производства ВРД/ВРГ требуется обычное механическое оборудование — штампы для изготовления шихтованных сердечников статора и ротора, токарные и фрезерные станки для обработки валов и корпусных деталей. Трудоемкие и сложные в технологическом отношении операции, например изготовление коллектора и щеток коллекторного электродвигателя или заливка клетки ротора асинхронного двигателя, здесь отсутствуют. По предварительным оценкам трудоемкость изготовления ЭМП вентильного реактивного электродвигателя составляет на 70% меньше трудоемкости изготовления коллекторного и на 40% меньше трудоемкости изготовления асинхронного электродвигателя.

Гибкость компоновки

Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе обеспечивает ВРД/ВРГ высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя/генератора может быть плоской, вытянутой, обращенной, секторной, линейной. Для выпуска целого типоряда электродвигателей/генераторов с различной мощностью можно использовать один и тот же комплект штампов для вырубки ротора и статора, поскольку для увеличения мощности достаточно увеличить соответственно длину набора ротора и статора. Не составляет труда изготовление машины с расположением статора как снаружи ротора, так и наоборот, а также встраивание электроники в корпус машины. Изменение коэффициента электромагнитной редукции позволяет создавать машины для облегченных и, напротив, тяжелых условий работы, включая моментные двигатели. Для привода некоторых рабочих машин выгоднее иметь линейные электродвигатели с возвратно-поступательным перемещением зубцового штока (аналога ротора). В ряде случаев может быть использована давно известная, но неэффективная в случае асинхронного электродвигателя конструкция дугостаторной машины, статор которой охватывает доступную для размещения дугу окружности ротора, в качестве которого может использоваться вал с зубчатым колесом.

Читать еще:  Высокий расход масла дизельного двигателя

Высокая надежность

Простота конструкции обеспечивает ВРД/ВРГ более высокую безотказность, чем безотказность других типов электрических машин. Конструктивная и электрическая независимость фазных обмоток обеспечивает работоспособность ВРД даже в случае полного замыкания полюсной катушки одной из фаз. ВРГ остается работоспособным даже после выхода из строя одной или двух фаз.

Широкий диапазон частот вращения

(от единиц до сотен тысяч об/мин)

Электромагнитная редукция позволяет создавать малогабаритные “моментные” электродвигатели для приводов роботов, манипуляторов и других низкооборотных механизмов или низкооборотные высокоэффективные генераторы для ветровых или волновых электростанций. В то же время частота вращения быстроходных ВРД/ВРГ может превышать 100000 об/мин.

Высокий КПД в широком диапазоне частот вращения

Практически достижимый КПД вентильного реактивного электродвигателя/генератора мощностью 1 КВт может доходить до 90 % в диапазоне 5-10-кратной перестройки частоты вращения. КПД более мощных электрических машин может достигать 95-98 %.

ВРД часто путают с синхронным реактивным электродвигателем (СРД), обмотки якоря которого питаются синусоидально изменяющимися напряжениями без обратной связи по положению ротора. СРД имеет низкий КПД, который не превышает 50 % для маломощных электродвигателей и до 70 % для мощных электрических машин.

Импульсный характер питания ЭМП обеспечивает удобную стыковку с современной цифровой электроникой

Поскольку ВРД/ВРГ питается (возбуждается) однополярными импульсами, для управления ЭМП требуется простой электронный коммутатор. Управляя скважностью импульсов силовых транзисторов электронного коммутатора можно плавно изменять форму импульсов тока фазных обмоток электродвигателя или генератора.

Электронное управление электрическими и механическими характеристиками, режимом работы

Естественная механическая характеристика ВРД/ВРГ определяется реактивным принципом действия электрической машины и близка к гиперболической форме. Основное свойство такой характеристики — постоянство мощности на валу машины — оказывается чрезвычайно полезным для электроприводов с ограниченной мощностью источника, так как при этом легко реализуется условие его неперегружаемости. Применение замкнутой системы управления с обратными связями по скорости и нагрузке позволяет получить механические характеристики любой заданной формы, включая абсолютно жесткие (астатические), и не ведет к какому либо усложнению системы управления, так как ее процессор обладает большой избыточностью по числу входов и выходов, быстродействию и памяти. Фактически поле доступных механических характеристик непрерывным образом покрывает все четыре квадранта плоскости момент-скорость в пределах области ограничений конкретного электропривода.

Низкая стоимость электромеханического преобразователя

Стоимость ВРД оказывается самой низкой из всех известных конструкций электрических машин. Дорогостоящим в рассматриваемой системе электропривода можно считать электронный преобразователь, который является обязательным элементом всех современных регулируемых электроприводов. Однако, цены на изделия силовой электроники по мере развития масштабов производства имеют устойчивую тенденцию к снижению. Исключение из состава ВРД/ВРГ коммутационных аппаратов, для изготовления которых необходима непрерывно дорожающая медь, также способствует уменьшению стоимости.

Наконец, экономическая эффективность ВРД повышается также в результате существенно меньшего расхода электроэнергии, обусловленного высоким КПД электродвигателя и применением наиболее экономичных стратегий управления в динамических режимах работы.

Практика сварочного обмана. Как не проколоться при выборе аппарата. Часть 1

Приходя в магазин или заглядывая на интернет-порталы, покупатель в первую очередь смотрит на ценник представленного оборудования, естественно ищется вариант, который был бы оптимален по соотношению стоимости и качества.

В то же время, цена не всегда является объективным критерием выбора. Именно в низшей ценовой категории лежит огромный пласт некачественного товара. В этой статье мы поговорим о технологиях, которые применяются для обмана покупателя.

Начнём с самого простого:

Завышение токовых характеристик

Часто цифры, указанные на аппаратах, в инструкциях или на коробках оборудования не имеют к реальности никакого отношения. Бывает, что обещанные и реальные значения сварочного тока расходятся на 20 а то и 50%. К примеру, вместо заявленных 200А – аппарат выдаёт только 125.

Выбирая сварочный аппарат, покупатель смотрит на верхний предел сварочного тока и сравнивает цену с конкурентами, исходя из их технических характеристик. Как вы понимаете, стоимость аппаратов на 120 и 200А – значительно отличается в пользу первого, а заплатить за него вам предлагают, как за гораздо более мощное устройство.

Профессионал никогда не покупает сварочный аппарат с теми токовыми характеристиками, которые ему нужны, т.е. если специалисту в области сварки нужен 180А источник тока, то в магазине он остановит свой выбор на 200 — 250А инверторе. Такой выбор, с одной стороны защищает покупателя от занижения характеристик, с другой — позволяет иметь запас мощности.

Читать еще:  Двигатель n52b25af сколько масла

Производитель, зная об этой особенности выбора, периодически завышает токовые характеристики. В итоге, запас мощности, который покупатель рассчитывает получить — оказывается нулевым, зато аппарат на якобы «200А» стоит чуть дороже 180А аналога.

Ещё одна уловка маркетологов – присвоение названия аппарату с цифровым кодом, который намекает на сварочный ток, однако отношения к нему не имеет. Возьмём, к примеру, воображаемый аппарат «Дуб 250», (надеюсь такого нет), или даже «Дуб 250А» — название как бы намекает нам, что аппарат должен обладать током в 250 А, в то время, как в инструкции к инвертору обозначены 160А, но кто же читает эти бумажки? Так что, меньше внимания надписям на корпусе – больше времени изучению аппаратов.

Устраивая чехарду с характеристиками продавцы рассчитывают на поверхностные знания покупателя. Рядовой любитель сварки не сможет проверить характеристики инструмента, который планирует приобрести.

К сожалению, наши люди больше доверяет рекламе или «цифровому табло», которое частенько не имеет ничего общего с реальным током. Вот наглядное доказательство: в одном из наших видео посвящённых сравнению сварочных аппаратов мы тестировали инвертор ELAND:

При подключении аппарата к стенду статической нагрузки выяснилось, что показания амперметра на нашем аппарате и цифрового табло ELAND — расходятся на 50А(!). Многие производители устанавливают на своё оборудование не измерительные приборы, а индикаторы, которые показывают значения в зависимости от положения ручки настройки. Т.е. цифры на табло не являются показаниями амперметра — это просто цифры.

Дополнительные функции

Поводом для обмана могут быть дополнительные функции аппарата. Antistick, Hot Start, Arc Force, функция снижения напряжения VRD – они стали джентельменским набором, который заявляется почти на всех современных инверторах. Продавцы опасаются, что отсутствие какой-либо из указанных функций, может оттолкнуть покупателя, и поэтому пишут, что инвертор оснащён всем набором опций вне зависимости от того присутствуют они на аппарате или их нет.

В свою очередь многие покупатели не очень представляют, что такое, например, Горячий старт, или что скрывается за аббревиатурой VRD. Наш небольшой ликбез по ссылкам. Жмите – не стесняйтесь:

Самый распространённый вариант обмана, как вы поняли – отсутствие заявленных функций на инверторе.

Проверить их наличие, кроме Антистика и VRD, можно только в условиях лаборатории. Антизалипание проверяется продолжительным контактом электрода и свариваемой детали. При наличии данной функции, электрод не должен раскаляться докрасна: после небольшого периода нагрева – аппарат, при наличии функции Антистик, должен сбросить значение сварочного тока до минимума, и сохранить электрод пригодным к дальнейшей работе.

Наличие VRD – проверяется вольтметром, подключенным к байонетам аппарата. Значение напряжения холостого хода при включенной VRD не должно превышать безопасные для сварщика параметры: 12-18-24 Вольт, в зависимости от значений, заявленных производителем. Наличие VRD проверяется вольтметром, подключенным к байонетам аппарата.

Есть ещё более простой способ проверки, предложенный одним из владельцев AURORA MINIONE 1600. Однако пользоваться им, если Вы не уверены в наличии данной функции на аппарате, мы не рекомендуем. https://youtu.be/O_8VjgKiiJ8?t=5m58s

Напряжение холостого хода

Раз уж мы заговорили о безопасности, нельзя обойти вниманием такой параметр сварочного оборудования как напряжение холостого хода. Это «палка о двух концах», с одной стороны, чем выше напряжение, тем надёжнее будет зажигание, выше эластичность дуги, а сам процесс сварки – стабильнее. С другой стороны – высокое напряжение холостого хода ограничено требованиями безопасности сварщика. В итоге, минимальным напряжением холостого хода для источников питания сварки покрытым электродом принято считать 40 В, а максимальное значение не должно превышать 100 В (среднее значение). Проверить напряжение, как и в случае с VRD, можно вольтметром подключенным к выходным зажимам сварочного источника.

Наиболее распространённый обман – завышение значения холостого хода. Вместо 80-90 В, аппарат выдаёт всего 40, что не может не отразиться на поджиге и стабильности горения дуги.

Вы можете посмотреть данную статью на видео:


голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector