- 坦克裝甲車輛電氣系統設計
- 劉勇 宋克嶺 倪永亮
- 1128字
- 2021-03-10 14:27:18
2.1.5 電源系統匹配參數的選擇
1.發電機功率的選擇
按峰值功率選定發電機容量顯然由于利用率低導致研制代價較高而不合理。可以發電機的短時過載能力(甚至蓄電池瞬時放電)來滿足峰值功率要求,并根據在苛刻的空間尺寸約束下過載能力(一般為額定的1.3~1.5倍)的實際研制水平來選擇。
發電機的額定功率為:

根據式(2-3)計算所得的發電機額定功率值,從我國軍用標準GJB 1321—1991《裝甲車輛電氣設備通用規范》中的發電機序列中選取相匹配的電機容量,使其既要符合瞬態功率要求的需要,又要完全滿足供耗電平衡條件。
2.起動電機功能參數計算
第一步,計算初始條件,需要有車輛設計總體提供的相關參數,即動力分系統提供的發動機折合到曲軸端的轉動慣量、摩擦阻力矩、發動機壓燃轉速、起動時間。
第二步,發動機的起動功率計算。根據第一步的參數計算出角速度、角加速度、折合到發動機曲軸上的慣性阻力矩、折合到發動機曲軸上的總阻力矩、發動機所需起動功率P1。
第三步,起動的附加負荷,需要有總體提供的相關參數,即傳動系統提供的起動時傳動箱及附件(壓縮機、油泵等)的驅動功率P2;冷卻風扇的附加功率P3。
第四步,起動機功率的計算:
PS=P1+P2+P3。
在總體嚴格的安裝尺寸約束條件之下,考慮到起動電機研制的可行性和GJB 1321—1991《裝甲車輛電氣設備通用規范》中對起動電機功率等級的規定,確定起動電機額定功率NS(名義值)。
第五步,起動電機額定轉速的計算。
設發動機飛輪齒數為Z1,一般Z1=160;起動電機齒輪齒數Z2參照與上述齒圈配套的系統,一般Z2=11,則起動電機額定轉速為:

式中,N1為發動機壓燃轉速。
為了確保發動機在低速下有良好的加速性能,可適當降低起動電機額定功率對應的運行轉速。根據計算值NS,參照我國坦克裝甲車輛常用起動機的額定轉速范圍,選擇坦克起動電機。
第六步,起動電機額定力矩的計算:

式中,η為齒輪傳動效率。
第七步,起動電機制動力矩的計算。
忽略電樞的影響,可以認為起動電機由空載到制動的整個過程中磁通基本不變,則M=f(I)為一條直線,而P=f(I)為一條拋物線。起動電機的工作特性曲線如圖2-1所示。

圖2-1 起動電機工作特性曲線
圖中:I0—空載電流;
IK—制動電流;
M——制動力矩;
P——起動功率。
從圖2-1可以看出,
IK-IN=IN-I0
即

由此,可推出估算公式:

一般取值MK≥2MN。
3.蓄電池容量的計算
1)蓄電池的作用
蓄電池的主要功能是保障車輛低壓起動時,起動電機電能的供給,確保車輛的正常起動。同時在車輛靜止狀態為車內照明和維修檢測設備提供短時的電能輸出;車輛起動后,蓄電池與低壓電網并聯,能夠提高電網耐沖擊能力,保持低壓電網的穩定性。
2)蓄電池容量的計算
蓄電池選擇額定電壓24V的鉛酸蓄電池,根據經驗計算式(2-7)進行計算:

式中Q——蓄電池的總容量(A·h);
P——起動電機的額定功率(kW);
U——蓄電池的額定電壓(V)。