ВОЕННАЯ КАФЕДРА СУХОПУТНЫХ ВОЙСК ГРУПОВОЕ ЗАНЯТИЕ 21

ВОЕННАЯ КАФЕДРА СУХОПУТНЫХ ВОЙСК ГРУПОВОЕ ЗАНЯТИЕ № 21 (15. 2) ПО ДИСЦИПЛИНЕ «УСТРОЙСТВО ТАНКОВ» Тема № 15 «Система электроснабжения и электрического пуска двигателя»

Занятие № 2 «Система электроснабжения танка Т-72 Б 1» . 1. Назначение, общее устройство и размещение системы электроснабжения потребителей электрической энергии в танке. 2. Назначение, устройство и работа простейшего регулятора напряжения, принцип регулирования напряжения. Назначение, общее устройство и принцип работы реле-регулятора Р 10 ТМУ-1 С. 3. Работа системы энергоснабжения по принципиальной электрической схеме. Характерные неисправности и методика их обнаружения. 2

ВОПРОС № 1. Назначение, общее устройство и размещение системы электроснабжения потребителей электрической энергии в танке. 3

Назначение системы энергоснабжения потребителей (СЭС) СЭС предназначена для производства, распределения и передачи электроэнергии с заданными параметрами качества потребителям объекта. Система энергоснабжения потребителей состоит из: - стартер-генератор СГ-10 -1 С в генераторном режиме; - реле-регулятор Р 10 ТМУ-1 С; - электрические фильтры радиопомех Ф-5 и Ф-10; - блок защиты аккумуляторов (БЗА); - вольтамперметр ВА-540 с шунтом ША-540. 4

Реле-регулятор Р 10 ТМУ-1 С расположен над АБ и установлено на одном кронштейне с розеткой внешнего запуска и прибором ПУС-15 Р. Предохранитель 10 А 5

Электрические фильтры радиопомех Ф-5 и Ф-10 Фильтр Ф-5 закреплен на кронштейне сиденья наводчика, а фильтр Ф-10 – на бонках, приваренных к лобовому листу машины. 6

Блок защиты аккумуляторов (БЗА) БЗА расположен над АБ и установлен на кронштейне, приваренном к подбашенному листу. 7

Вольтамперметр ВА-540 с шунтом ША-540 Расположен на щитке механика-водителя, а шунт на БЗА. 8

ВОПРОС № 2. Назначение, устройство и работа простейшего регулятора напряжения, принцип регулирования напряжения. Назначение, общее устройство и принцип работы реле-регулятора Р 10 ТМУ-1 С. 9

Реле – регулятор предназначен для поддержания напряжения генератора на уровне Uг = 26, 5 -28, 5 В во всем диапазоне нагрузки и частоты вращения ротора генератора. Кроме того в современных регуляторах напряжения введена параметрическая зависимость регулируемого напряжения от температуры окружающей среды таким образом , что при изменении температуры от +50'С до -50'С регулируемое напряжение возрастало на 1 В. Это необходимо для создания наиболее оптимального зарядного режима АБ. 10

Принцип действия РН. Для того чтобы определить принцип работы РН, на какой параметр генератора (Г) воздействует РН вспомним, Ег = Се ·n · Фв, где Се - конструктивная постоянная; n - частота вращения ЯГ; Фв - магнитный поток возбуждения. Известно, что Ф= Iв · w ---- , где Rм w- число витков обмотки возбуждения; Rм - магнитное сопротивление, Ом. Iв - ток обмотки возбуждения, А. При работе устройства на линейном участке характеристики намагничивания справедливо следующее соотношение: Iв · w Ег = Кn · -------Rм С другой стороны: Uг = Ег - Iя · Rг или Uг = Кn · I в · w - (I я · Rг) Rм 11

Из формулы видно, что изменяя I в и n можно поддерживать U постоянным, т. е. , практически, постоянным изменяя ток возбуждения в обмотке возбуждения можно поддерживать Uг в заданных пределах. По такому закону следует изменять I в. , т. е. принцип в действия заключается в изменении тока возбуждения, протекающего в обмотке возбуждения генератора. 12

Простейший вибрационный регулятор напряжения. Рассмотрим работу простейшего регулятора напряжения: Когда напряжение генератора меньше регулируемой величины, сила электромагнита, создаваемая током основной обмотки, меньше силы пружины, благодаря чему контакты удерживаются силой пружины в замкнутом состоянии. При этом ток в обмотке возбуждения идет через замкнутые контакты, минуя добавочное сопротивление. Ток возбуждения растет, и напряжение генератора вследствие этого нарастает. Когда напряжение генератора станет выше заданного значения Ụср. , сила электромагнита преодолеет силу пружины и контакты К регулятора разомкнутся. При этом в цепи обмотки возбуждения генератора включится добавочное сопротивление Rд, что приведет к уменьшению тока возбуждения и напряжения генератора. Уменьшится при этом и сила электромагнита, создаваемая основной обмоткой регулятора, вследствие чего контакты под действием пружины вновь замкнутся и весь процесс повторится. 13

Простейший вибрационный регулятор напряжения. Таким образом, если скорость вращения генератора изменяется в пределах от n мин до n мах, якорь регулятора напряжения будет непрерывно вибрировать, а напряжение генератора будет колебаться около некоторой средней величины Ụср. 14

Основными характеристиками определяющими качество регулирование можно считать: - зону нечувствительности реле регулятора; - частоту переключений (автоколебаний) напряжения. 15

Зону нечувствительности реле регулятора Зона нечувствительности этого реле определяется напряжением срабатывания Uср и напряжением отпускания Uотп и зависит от конструктивных особенностей электромагнитного реле. 16

Частота переключений (автоколебаний) напряжения Частота автоколебаний (f) в РН в полной мере зависит от нагрузки и скоростного режима работы генератора. При этом, чем выше нагрузка и меньше частота вращения якоря, тем меньше f и наоборот, чем меньше нагрузка и выше частота вращения якоря генератора, тем выше частота автоколебаний. 17

РН по функциональному назначению можно разбить на следующие элементы: - опорный элемент (ОЭ) (элемент, который задает уровень регулируемого напряжения); - измерительно-переключающее устройство ИПУ; - исполнительное устройство (ИУ). 18

Как видно из графика tи - это время замкнутого состояния контактов и называется эта величина импульсом; tn - время разомкнутого состояния контактов и называется эта величина паузой, а Т= tи + tn - период полного цикла переключений. tи и tn зависят от частоты вращения nг, также можно проследить и при изменении нагрузки, величина обратная периоду называется частотой переключения. 1 f = --- (Гц). Т Можно сказать, что при изменении нагрузочно - скоростного режима работы генератора автоматически изменяется и соотношение времени tn и tи. Данное соотношение принято характеризовать относительным временем импульса. tи γ = ------. Т Гамма тем больше, чем меньше n и больше нагрузка; и тем меньше, чем больше n и меньше нагрузка. 19

Рассматривая ВРН можно сделать выводы, что регулятор напряжения вибрационного типа имеет следующие недостатки: • низкая точность (инерционность механической системы, сравнительно быстрое изменение параметров регулятора напряжения вследствие его работы); • нестатичность настройки (натяжения пружины, воздушного зазора между якорем и сердечником, сопротивления основной обмотки регулятора напряжения); • низкая надежность. 20

Релейный полупроводниковый регулятор напряжения. 21

Рассмотрим этот ПРН. - задающий элемент (напряжение пробоя стабилитрона Д 1); - измерительно-переключающее устройство (транзистор Т 1, делитель R 4, R 2, стабилитрон Д 1) в то же время транзистор Т 1 служит первым каскадом усиления управляющего сигнала; - исполняющего устройства (транзистор Т 2), степень насыщения Т 2 устанавливается резистором R 3. 22

2. 2. Назначение, общее устройство и принцип работы реле-регулятора Р 10 ТМУ-1 С. 23

Назначение реле-регулятора Р 10 ТМУ-1 С Реле-регулятор Р 10 ТМУ-1 С предназначен для автоматического включения в бортовую сеть стартерагенератора в генераторном режиме, отключения его от бортовой сети и поддержания напряжения генератора в заданных пределах. 24

• • Принципиально реле-регулятор можно разделить по функциональному назначению на: исполнительное устройство; регулирующее устройство; устройство защиты от аварийных режимов; дифференциально-минимальное реле. 25

Исполнительное устройство. ИУ предназначено для изменения сопротивления в цепи ОВ генератора при изменении частоты вращения якоря генератора и нагрузки бортовой сети. ИУ состоит из: • силового ключа на транзисторе Р-Т; • резисторов R 23, R 24, P 25, R 31. 26

Регулирующее устройство. РУ предназначено для управления исполнительным устройством и выполнено на: • транзисторах Т 2, Т 5, Т 1; • микросхеме Мс; • резисторах R 1 -R 18; • конденсаторах С 1 -С 5; • диодах Д 3, Д 9; • стабилитронах Д 1, Д 2, Д 4. Состоит из: • порогового устройства (ПУ); • усилителя мощности (УМ); • генератора пилообразного напряжения (ГПН). 27

Пороговое устройство. ПУ предназначено для изменения управляющего сигнала, подающегося на вход усилителя мощности в зависимости от напряжения генератора и преобразует подающееся на вход Мс медленно изменяющееся напряжения генератора СГ 10 -1 С , пилообразное напряжение от ГПН и опорное со стабилитрона в прямоугольное напряжение с изменяющейся длительностью управляющего сигнала. 28

ПУ представляет собой компаратор напряжения и собрано на операционном • • • усилителе Мс типа К 1 УТ 401, который имеет: вход 1 (неинвертирующий) вывод 10; вход 2 (инвертирующий)вывод 9; выход - вывод 5; подключение источника питания вывод 7 для + Е 1; вывод 1 для - Е 2. 29

Принцип работы Мс: 30

Усилитель мощности УМ предназначен для управления исполнительным устройством. УМ собран на двух транзисторах Т 2 и Т 5. Генератор пилообразного напряжения ГПН предназначен для выработки линейно изменяющегося пилообразного напряжения, которое в течении некоторого времени изменяется практически по линейному закону, а затем возвращается к исходному уровню, и характеризуется следующими основными параметрами: Т-периодом, длительностью прямого хода Тг, длительностью обратного хода Тобр, амплитудой Uм. 31

Работа реле регулятора: Вначале возбуждение генератора идет через замкнутые контакты реле К 1. При напряжении генератора 10 -12 В, контакты реле К 1 размыкаются и возбуждение продолжается через силовой транзистор Р-Т. Как только напряжение на входе 10 DА 1 станет равным опорному, на выходе 5 напряжение скачком возрастет. Т 2 а следовательно и Т 5, РТ закрываются. И хотя напряжение на входе 10 пока еще растет за счет заряда С 4 (пилообразное напряжение), начинается процесс развозбуждения генератора. Как только Р-Т начал запираться, напряжение на обмотке возбуждения скачком упало, что привело к отпиранию Т 1 (через R-10). Теперь он зашунтировал вход Т 2 и удерживает его в закрытом состоянии независимо от сигнала на выходе 5 Мс. Так продолжается до тех пор, пока не откроются транзисторы ГПН и не начнется обратный ход пилы. Конденсатор С 5 разряжаясь кратковременно открывает Т 5 и Р-Т, напряжение на коллекторе Р-Т скачком возросло, что привело к запиранию Т 1 и отпиранию Т 2. А т. к. сумма напряжения на входе 10 DА 1 стало ниже опорного на входе 9 (на амплитуду пилообразного напряжения), то на выходе 5 Мс снова действует отпирающее для Т 2 напряжение. Транзисторы Т 2, Т 5, Т-Р открыты. Процесс возбуждения генератора продолжается. Далее процессы повторяются с частотой, задаваемой ГПН (около 500 Гц). 32

Дополнительные устройства релерегулятора. Защита цепей от перемагниченного генератора. 1) Для исключения возбуждения генератора через цепи регулятора при его перемагничивании служит диод Д 1, включенный в цепь обмотки ОВ генератора. 2) Диод Д 2, конденсатор К, резисторы R 26, R 27, R 29 служат для защиты устройства регулирования от обратного напряжения при перемагничивании генератора, в случае перемагничивания сгорает предохранитель Р-F. 33

Защита от короткого замыкания в цепи СГ-ОВ. Защита ИУ от токовых перегрузок осуществляется за счет цепи положительной обратной связи на транзистора Т 1. При коротком замыкании резистор R 10 через диод Д 1 постоянно подключен к "минусу" генератора. Соответственно, когда транзистора Т 1 открыт, то транзистора Т 2, Т 5 закрыты, закрыт и транзистора Р-Т. Защита от отказа транзистора Р-Т. В случае отказа транзистора Р-Т начинается неконтролируемое возрастание напряжение генератора, при этом транзистора Т 6 открывается, включается реле Р-К 2 и замыкает контакты 5 -6, сгорает предохранитель P-F. Аварийный режим устраняется. 34

Компенсация статической ошибки. Для компенсации статической ошибки электронной системы, возникающей в результате нелинейности характеристик элементов электронной системы, введена в систему РУ электрическая цепь состоящая из резисторов R 4, R 5 и конденсатора С 2. Работа которой заключается в подпитке напряжения, подающегося на вход 1 Мс в зависимости от Uвых. Мс при этом регулируемое Uг. остается на одном уровне. Для сглаживания высокочастотных пульсаций напряжения при работе генератора, исключения их воздействия на работу РУ в схему включен конденсатор С 1. 35

Дифференциально-минимальное реле. ДМР предназначено для подключения стартер - генератора СГ-10 -1 С, работающего в генераторном режиме к бортовой сети танка, когда его напряжение больше напряжения АБ. ДМР выполняет туже функцию, что и автомат обратного тока. Дифференциально-минимальным оно называется потому, что подключает генератор к батареям только в том случае, когда напряжение генератора превышает напряжение АБ, т. е. реагирует на разность напряжений генератора и аккумуляторных батарей. Значение напряжений генератора при включении ДМР может быть различным, в зависимости от степени разреженности батарей. 36

ДМР состоит из следующих основных элементов: - контактора (ДМР-К); - управляющего реле (ДМР-Р 5); - включающего реле (ДМР-Р 3); - предохранительное (ДМР-Р 4). 37

Работа ДМР. При напряжении генератора Uг =13+/-1 В срабатывает ВР ДМР-Р 3, нормально разомкнутым контактом 1 -2 подключается обмотка ПР ДМР-Р 4 и УР ДМР-Р 5 на разность напряжений генератора и бортовой сети. Если эта разность более 14+/-1 В, то срабатывает ПР ДМР-Р 4 и размыкает нормально замкнутый контакт 2 -1 и размыкает цепь выключающей обмотки реле ДМР-Р 5, предохраняя ее от перегрева. По мере роста напряжения генератора уменьшается разность между его напряжением и напряжением бортовой сети. При разности напряжений порядка 4+/-1 В реле ДМР-Р 5 отключается и своими контактами 2 -1 подключает включающую обмотку ДМР-Р 5 на разность напряжений генератора и бортовой сети. При превышении напряжения генератора над напряжением бортовой сети на 0. 2 -1 В реле ДМР-Р 5 срабатывает и своими контактами включает обмотку контактора ДМР-К, контактор срабатывает и генератор включается в бортовую сеть. Ток, проходящий через сериесную обмотку реле ДМР -Р 5 удерживает его контакты в замкнутом состоянии. При срабатывании контактора на обмотку реле ДМР-Р 2 подается напряжение, оно срабатывает и в цепь обмотки контактора ДМР-К включается резистор ДМР-К, в результате чего снижается нагрев обмотки контактора. 38

При снижении оборотов двигателя напряжение генератора снижается и когда напряжение АБ становится выше напряжения генератора, по сериесной обмотке реле ДМР-Р 5 потечет ток обратного направления. При величине обратного тока порядка (25+/-10)А контакты реле ДМР-Р 5 размыкаются, обмотка контактора ДМР-К обесточивается и своими контактами отключает генератор от бортовой сети. При повышении напряжения генератора процесс повторяется. 39

ВОПРОС № 3. Работа системы энергоснабжения по принципиальной электрической схеме. 40

ВОПРОС № 4. Характерные неисправности и методика их обнаружения. 41

4. 1. Характерные неисправности системы энергоснабжения. Неисправность Вольтампер метор не показывает заряда и напряжения Причина неисправности Перегорел предохранитель 400 А на БЗА Нарушен контакт соединительных проводов к вольтамперметру Нарушено соединения между стартер генератором и АБ Способ устранения Заменить предохранитель Устранить неисправность Проверить надежность контактных соединений, устранить обнаруженные дефекты 42

Неисправность Причина неисправности Неисправен вольтамперметр Перегорел предохранитель в реле-регуляторе Р 10 ТМУ-1 С Неисправен релерегулятор Величина зарядного тока непостоянна. Стрелка вольтамперметра колеблется более чем на одно деление (50 А) Неисправен БСП Плохой контакт в какой либо точке зарядной цепи Износ и заедание щеток стартер генератора в щеткодержателях, подгорание или загрязнение Способ устранения Заменить вольтамперметр Заменить предохранитель Заменить релерегулятор Заменить блок БСП-1 М Проверить надежность крепления проводов, слабый зажим зачистить и подтянуть Снять стартергенератор и отправить в ремонт 43

Неисправность Причина неисправности Способ устранения коллектора, выступает Быстрая разрядка аккумуляторных батарей изоляция над поверхностью пластин коллектора вследствие износа Батареи не заряжаются от генератора Ускоренный саморазряд Короткое замыкание внутри аккумуляторов Найти причину отсутствия зарядного тока и устранить ее Протереть АБ вначале чистой сухой ветошью, а затем ветошью смоченной в 10% растворе нашатырного спирта или кальцинированной соды и насухо вытереть чистой сухой ветошью Заменить АБ 44

4. 2. Методика обнаружения неисправностей системы энергоснабжения. 1. Из общей электрической схемы следует выделить наименьший замкнутый контур, включающий в себя источник питания и электрическую сеть с неисправным элементом (целесообразно использовать монтажную схему). 2. Работу начинать с внешнего осмотра отказавшего элемента. 3. Отыскивать неисправность следует в определённой последовательности (метод последовательного приближения). 4. Соблюдать принцип “от простого к сложному”: в первую очередь следует использовать для проверки легкодоступные точки электрической цепи и только при необходимости - труднодоступные. 5. Избегать отсоединение участков цепи без надобности, так как это может привести к появлению дополнительных неисправностей. Отсоединённый провод не должен касаться других проводов и “массы”. После проверки провод должен тщательно присоединён. 6. Отсоединять и присоединять провода необходимо при включенном ВБ и при неработающем двигателе. 7. Учитывать конструкцию кнопок. 45

Для обнаружения неисправностей могут использоваться: • Контрольно-измерительные приборы, установленные в танке; • Сигнальные лампы; • Контрольная лампочка; • Переносной вольтметр; • Тестер; • Оборудование мастерской МЭС 46

ОБНАРУЖЕНИЕ ОБРЫВА ЦЕПИ. Признаком обрыва является неработающий потребитель при неисправном предохранитель (автомат защиты). Обнаружение места обрыва производится с помощью контрольной лампочки или переносного вольтметра со шкалой до 30 Вольт. С этой целью используются точки, доступ к которым не требует нарушения изоляции проводов или демонтажных работ (зажимы предохранителей, переходные колодки, места крепления проводов к выключателям, потребителям и т. д. ). Последовательность выбора контрольных точек должна обеспечивать быстрое отыскание обрыва и зависит как от конкретной цепи, так и от опыта ремонтника. Для определения участка цепи можно также воспользоваться цепями других потребителей, имеющих общую цепь с проверяемым участком. Для отыскания обрыва зарядной цепи можно использовать штатный вольтамперметр. Обнаружение обрыва в двухпроводной цепи несколько сложнее так как обрыв цепи может быть как в плюсовой, так и в минусовой ветвях потребителя. В этом случае отдельно прозваниваются обе ветви. 47

ОБНАРУЖЕНИЕ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ. Признаками короткого замыкания могут быть: 1. Перегорание предохранителя (выключение автомата защиты); 2. Искрение в месте КЗ; 3. Чрезмерный нагрев проводников; 4. Запах горящей изоляции; 5. Снижение напряжения источника питания, не соответствующие мощности включённых потребителей. В случаях 2 -5 необходимо немедленно выключить ВБ и остановить двигатель. Если признаком КЗ являются сгоревший предохранитель (выключившийся автомат защиты), то для отыскания короткозамкнутого участка необходимо вместо предохранителя (автомата защиты) поставить контрольную лампочку. Для отыскания места КЗ необходимо последовательно отсоединять участки цепи проверяемого контура. Если при отсоединении участка лампочка продолжает гореть, то участок исправен. Если лампочка гаснет, то отсоединённый участок имеет КЗ. Проверку цепи целесообразно выполнять в направлении от потребителя к источнику. После каждой проверочной операции отсоединённые провода должны быть надёжно присоединены. Способ устранения КЗ зависит от причины, вызывающей замыкание. КЗ в цепи может быть вызвано: 1. Наличием контакта между плюсовым проводником и его экранировкой в месте присоединения провода; 2. Обрывом плюсового провода с одновременным замыканием его на “массу”; 3. Дефектами провода; 4. Неисправностью потребителя. 48

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЧИН ПОВЫШЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ. Признаками повышенного сопротивления могут быть: 1. Работа потребителя не на полную мощность; 2. Полный отказ потребителя в работе. Причинами повышенного сопротивления могут оказаться: 1. Недостаточный контакт в местах присоединения проводов к точкам крепления или корпуса агрегата (прибора) с “массой”; 2. Окисление, замасливание или загрязнение контактных точек цепи; 3. Увеличение сопротивления участка цепи за счёт частичного обрыва многожильного провода. Сложность обнаружения причины повышения сопротивления цепи (места повышения переходного сопротивления) зависит от степени повышения этого сопротивления. В отдельных случаях методика отыскания неисправного участка цепи не будет отличаться от методики обнаружения обрыва цепи. В других же случаях может оказаться необходимым использование омметра. 49

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УТЕЧКИ ТОКА В ЦЕПИ Признаками утечки тока могут быть: 1. Работа потребителя не на полную мощность; 2. Повышенный нагрев проводов; 3. Полный отказ потребителя в работе; 4. Наличие напряжения при выключенном ВБ и неработающем двигателе; 5. Наличие тока в цепи при работающем генераторе и выключенных ВБ и потребителях. 7. Контакт плюсового провода с “массой” или экранировкой; 8. Дефект проводов; 9. Дефект изоляции; 10. Неисправность АБ. Утечка тока может быть от незаметной до КЗ. Метод обнаружения места утечки тока зависит от величины этой утечки. В некоторых случаях для обнаружения неисправности может потребоваться переносной вольтметр. 50

НЕИСПРАВНОСТИ ПРИБОРОВ (АГРЕГАТОВ). Признаком неисправности прибора (агрегата) является отказ его в работе при исправной цепи. Прежде чем делать вывод о неисправности прибора (агрегата), необходимо убедиться в исправности электрической цепи до и после прибора (агрегата). Различные приборы и агрегаты могут иметь свои, специфические неисправности. Многие из неисправностей приборов и агрегатов электрооборудования танка можно свести к ранее рассмотренным видам неисправностей в электрических цепях (обрыв, КЗ, повышение сопротивления, утечка тока). Однако ряд неисправностей приборов (агрегатов) носит иной характер. Эти неисправности могут быть следующего характера: • механического; • немеханического; • электромеханический характер; К неисправностям механического характера можно отнести: • выход из строя подшипников якоря электромашины; • поломку пружин реле и т. п; К неисправностям немеханического характера можно отнести: • размагничивание; • потерю эмиссии, сваривание контактов; Некоторые неисправности носят электромеханический характер: – износ щеток электромашины; Неисправные приборы и агрегаты электрооборудования ремонтируются обычно вне танка. 51

III. Заключительная часть. Дать задание на самоподготовку: • «Танк Т-72 А ТО и ИЭ» книга 2 ч. 2 , М. Воениздат 1989 г. с. 12 – 35. • "Электрооборудование и автоматика БТТ", ч. 1, В/И. , М. , 1972 г. с. 187 - 240. 52