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淺議蓄電池的正確使用
蓄電池是柴油機電起動的電源設(shè)備,它與發(fā)電機并聯(lián)。發(fā)電機正常工作時,整車用電由發(fā)電機供給,蓄電池起協(xié)調(diào)作用。當發(fā)電機不工作或者發(fā)動機轉(zhuǎn)速過低時,整車所需電能主要由蓄電池供給。和工程機械上的其它裝置一樣,蓄電池也有嚴格的使用操作規(guī)程和技術(shù)標準,但在實際應(yīng)用中,有些用戶由于操作不規(guī)范,以致造成蓄電池早期損壞,帶來了不必要的損失,筆者列舉數(shù)例,供使用者參考。
1、發(fā)動機啟動時間不宜過長。當啟動發(fā)動機時,蓄電池要在短時間內(nèi)向啟動馬達提供強大的電流,其值600~1000A以上。盡管啟動型鉛酸蓄電池內(nèi)阻較小,但其工作時電流大,由公式W=I2Rt可知,在啟動瞬間蓄電池會釋放出大量熱能,若啟動時間太長,極板將發(fā)熱、變形,造成拱曲,致使正、負極板上的活性物質(zhì)脫落或有短路現(xiàn)象發(fā)生。筆者認為,啟動時間不宜超過5s,啟動時間越短越好;若第一次沒有發(fā)動柴油機,則需間隔2~3min進行第二次啟動,間隔時間越長越好,以便蓄電池及啟動馬達充分散熱。
2、保持蓄電池通氣孔暢通。蓄電池在充電過程中,電解液中的蒸鎦水被電解,并釋放出大量的氫氣和氧氣,如果通氣孔堵塞,蓄電池就相當于一個封閉容器,其內(nèi)部壓力會急劇升高,最終將脹裂殼體。蓄電池接線應(yīng)牢固可靠,不應(yīng)有松動現(xiàn)象,否則在蓄電池充放電時產(chǎn)生的電火花,一旦與可燃性氣體H2相遇,也會發(fā)生爆炸。
3、定期檢查蓄電池液面的高度,冬季每隔10~15天,夏季每隔5~6天。蓄電池的液面應(yīng)高出極板10~15mm,液面高度降低是因為電解液中蒸鎦水蒸發(fā)所致,這種現(xiàn)象在氣溫較高時常易發(fā)生。另外,在充電過程中電液"沸騰"只是其中的水分被電解分離,H2SO4仍留在電解液中。為此,應(yīng)及時添加蒸鎦水,不要加注稀硫酸。因為稀硫酸加入后,易使電解液濃度增高而損壞極板。另外還應(yīng)注意一點:蒸鎦水的加入應(yīng)在蓄電池處于充電狀態(tài)下進行,這樣可使電解液混合得更加均勻。
4、嚴禁不同容量的蓄電池混用或新舊蓄電池串聯(lián)使用。柴油機使用兩只以上蓄電池時,其容量應(yīng)基本一致。以6135柴油機為例,用兩只一大一小的12V蓄電池串聯(lián)使用時,由于容量不同,充電時小蓄電池剛好充足,而大蓄電池還處于半充足狀態(tài);若大蓄電池充足電,則小蓄電池又會發(fā)生過充電的不良狀況,這種做法顯然會縮短蓄電池的使用壽命。
有的用戶為降低成本,盲目地將舊蓄電池與新蓄電池串聯(lián)使用。我們知道,使用過的舊蓄電池其部分活性物質(zhì)已脫落,極板有硫化現(xiàn)象,實際容量肯定會下降。當將它與容量相同的新蓄電池串聯(lián)使用時,由于充放電電流大小都相等,勢必導致舊蓄電池加劇老化,使用壽命縮短。由于舊蓄電池內(nèi)阻大,整車啟動性能及充電性能都會降低,新蓄電池會提前老化。
5、工程機械閑置不用時,應(yīng)定期對蓄電池充電(1次/月)。蓄電池拆裝時,禁止用敲擊和撬起的方法,以免破壞極柱和極板;以免振動蓄電池,使活性物質(zhì)脫落。蓄電池重新安裝時,必須牢固,以免機器行駛時造成顛簸損壞。接線夾頭和蓄電池的連接應(yīng)可靠,不能松動,否則會增加啟動時的回路電阻,使啟動馬達力矩偏小,造成發(fā)動機啟動困難。
蓄電池上不可以放置任何金屬物品,以免發(fā)生短路;不要用螺絲刀或?qū)Ь€直接在極柱上用短路火花法來檢查蓄電池是否有電,以免瞬間電流過大,損壞蓄電池。
6、正確配制電解液,嚴格控制充電電流的大小和充電時間的長短,遵守充電過程中的注意事項。電解液是蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學反應(yīng)的主要物質(zhì),它是由純凈的硫酸和蒸鎦水按一定比例配制而成的,密度一般為1.24~1.30g/cm3。電解液的純度是影響蓄電池的性能和使用壽命的重要因素,因此一般工業(yè)用硫酸和水不能用作電解液,否則會導致蓄電池的自放電和極板損壞。電解液的比重對蓄電池工作有重要影響,比重大,可以減小結(jié)冰的危險,并提高蓄電池容量;但比重過大,由于電解液的粘度增加,反而會降低蓄電池的容量,并且會縮短極板的使用壽命。電解液的比重應(yīng)隨地區(qū)和氣候條件而定,不可盲目任意提高或降低電解液比重。
蓄電池在使用之前要進行初充電,初充電要分二個階段進行。第一階段充電電流約為額度容量的1/15,充電至單格電壓達2.4V左右,而且應(yīng)在電解液中釋放出氣泡后再進行第二階段充電;第二階段充電電流為第一階段的1/2,充電至電解液釋放出大量的氣泡(沸騰),電壓和電解液比重在3h內(nèi)穩(wěn)定不變?yōu)橹?。充電期間,電解液的溫度不應(yīng)超過45℃,否則應(yīng)降低充電電流或采取降溫措施,以免蓄電池過熱影響內(nèi)部質(zhì)量。當初充電終止時,應(yīng)采用蒸鎦水或比重為1.4的電解液進行調(diào)整,然后再充電1~2h,如此反復循環(huán),直至電解液的比重符合規(guī)定為止。
7、及時清除蓄電池極柱上的氧化物。蓄電池的周圍產(chǎn)生氧化物,是由于蓄電池上濺有H2SO4溶液及充電時產(chǎn)生霧酸等,使極柱線夾受到腐蝕而造成的。白色物質(zhì)主要是PbSO4,綠色成分主要是CuSO4,這兩種物質(zhì)導電性差,若處于導線接觸處,將形成很大的接觸電阻,啟動時有較大的電壓降,不利于機器的正常啟動。
為避免產(chǎn)生這些氧化物,可用浸過濃度為10%的蘇打溶液抹布擦凈蓄電池上濺出的電解液,然后用清水擦洗,最后用干凈的抹布擦干,在極柱、線夾表面涂上一層凡士林或黃油,防止氧化。
經(jīng)常檢查和保養(yǎng),再加上正確的使用,一只蓄電池至少可用兩年以上,否則使用半年左右蓄電池就會發(fā)生故障。因此,為使蓄電池能較長時間發(fā)揮功能,必須嚴格執(zhí)行蓄電池使用操作規(guī)范
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額外軸電流
和純粹正弦波形的電源不同,變頻器上經(jīng)過整流的輸出電壓通常會導致電機內(nèi)出現(xiàn)額外的軸承電流,這些電流有:
環(huán)路電流
EDM 電流
轉(zhuǎn)子接地電流
影響軸承電流的因素
達到一定強度的軸承電流會導致滾環(huán)和軸承滾動體局部熔化、增加潤滑劑的磨損, 因此會縮短軸承的使用壽命。 幾個關(guān)鍵的影響因素是:
電機轉(zhuǎn)速和運行時間
變頻器的脈沖頻率
電機和負載之間的接地情況
選件 L27 的應(yīng)用場合
轉(zhuǎn)速 < 500 rpm 時,由軸承電流產(chǎn)生的載荷會迅速增加, 因此,如果電機長時間在轉(zhuǎn)速范圍 0 ... 500 rpm 中運行,應(yīng)配備 L27。 如果沒有選件 L27,0 ... 500 rpm 轉(zhuǎn)速內(nèi)的運行長只能持續(xù) 800 h (假設(shè)軸承的更換期限(tLW)為 20000 h)。
列表: 轉(zhuǎn)速范圍 < 500 rpm 時,電機運行所需措施
軸高度 | 軸承更換期限(tLW),采用終生 潤滑 [h] 1) | 需要的選件 | 注 |
---|
80 - 160
|
20000
| - | 根據(jù)實際使用經(jīng)驗,還沒有發(fā)現(xiàn)由軸承電流造成的危險 |
180 | L27 | 非驅(qū)動端絕緣軸承 |
225 | _ | 通用非驅(qū)動端絕緣軸承 |
280 | _ | 通用非驅(qū)動端絕緣軸承 |
1)定義參見表“推薦的軸承更換期限"
電機的接地
為了避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)子接地電流,電機外殼要有良好的接地,例如:通過使用屏蔽電機電纜。 電機電纜的屏蔽層應(yīng)該兩端、大面積接地。
在某些應(yīng)用情況下,電機的接地 Zhg 會比連接負載的接地 Zrg 還要差,例如:當電機電纜較長和電機封閉式安裝時。 在這種情況下,電機的容性放電電流會從電機外殼通過電機芯軸流到相連負載,然后流到大地。
圖片: 接地引起的軸承電流(=轉(zhuǎn)子接地電流)
請使用一個電氣絕緣的聯(lián)軸器來避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)子接地電流。 如果出于機械原因,無法使用這樣的聯(lián)軸器,電機外殼必須大面積和負載相連, 這樣容性放電電流就會直接從電機外殼流到負載,而不會通過軸承。 只有當電機外殼和負載之間的連接阻抗較低時,才對高頻放電電流有抑制作用, 所以要選擇更多的大面積連接,例如:采用金屬板、接地條等。
圖片: 通過電機外殼和負載之間的連接避免產(chǎn)生轉(zhuǎn)子接地電流