Неизвестный танк часть 4 - 25
- Опубликовано: 21.04.2016, 19:43
- Просмотров: 231246
Содержание материала
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ
В гидравлической передаче потоком насос превращает энергию двигателя в энергию движения (живую силу) жидкости, которая затем передается турбине. Электрическая передача работает подобным же образом: в генераторе (динамомашине) энергия двигателя преобразуется в электрическую энергию. Электрический ток устремляется в электромотор (электродвигатель), вызывая вращение вала электромотора. Таким образом, электрическая передача, так же как и гидравлическая, состоит из двух основных устройств,
В электрической передаче насос заменен генератором, а турбина — электромотором. Как и гидродинамическая, электрическая передача может быть непрерывной и автоматической. Электрическая трансмиссия заменяет не только коробку передач, но и механизмы поворота танка. Для этой цели на танке устанавливают два электромотора, по одному для каждой гусеницы.
Непрерывная передача, как уже говорилось, должна изменять скорость движения танка и силу тяги на его ведущих колесах при неизменной мощности и оборотах двигателя. Но раз мощность двигателя не меняется, постоянной должна оставаться и мощность генератора.
В главе Vуказывалось, что электромоторы обладают свойством увеличивать крутящий момент при уменьшении числа оборотов: когда обороты якоря падают, уменьшается противоэлектродвижущая сила и увеличивается сила тока, идущего в электромотор; при этом увеличивается и крутящий момент электромотора.
Мощность генератора равна произведению силы тока на напряжение; P=IU. При постоянном напряжении мощность генератора должна увеличиваться соответственно увеличению силы тока, идущего в электромотор. Чтобы поддерживать мощность постоянной, увеличение силы тока должно сопровождаться уменьшением напряжения генератора.
Электродвижущая сила и напряжение генератора зависят от числа оборотов якоря и магнитного потока, создаваемого полюсами. Поскольку обороты двигателя, а значит, и якоря генератора должны поддерживаться постоянными, для понижения напряжения необходимо уменьшить магнитный поток полюсов. При этом условии будет соблюдено постоянство мощности и оборотов двигателя.
Электрические трансмиссии имеют различное устройство, они отличаются одна от другой главным образом способом регулирования напряжения и силы тока.
На рис. 448 показана схема электрической трансмиссии.
Рис. 448. Схема электрической трансмиссии танка
Здесь генератор, приводимый во вращение двигателем, имеет две обмотки возбуждения. Одна из них (основная) питается током, который вырабатывается небольшим дополнительным генератором — возбудителем. Якорь возбудителя через якорь основного генератора связан с коленчатым валом двигателя. Ток обмотки полюсов возбудителя поступает от аккумуляторной батареи. Таким образом, возбудитель является электрической машиной с посторонним возбуждением. При неизменных оборотах двигателя напряжение на его щетках остается постоянным. Это значит, что ток в основной обмотке возбуждения генератора при постоянных оборотах двигателя не меняется.
Вторая (регулирующая) обмотка возбуждения — последовательная: через нее проходит весь ток, идущий от генератора к электромоторам. Направление тока в этой обмотке противоположно направлению тока в основной обмотке; поэтому ток, идущий по регулирующей обмотке, размагничивает полюсы, уменьшая магнитный поток тем сильнее, чем больше сила тока.
Щетки обоих электромоторов присоединены параллельно к щеткам генератора, а их обмотки возбуждения питаются током от аккумуляторной батареи через реостаты. Переключатели позволяют изменять направление тока в обмотках возбуждения, при этом полюсы электромагнита меняются местами (северный становится южным и наоборот), а направление тока в якоре остается прежним. Якорь меняет направление своего вращения, и танк двигается задним ходом.
Рассмотрим прямолинейное движение танка. Для этого случая направление тока во всех цепях показано на схеме стрелками. Допустим, что напряжение генератора при постоянных (рабочих) оборотах двигателя равно 200 в, а сила тока, идущего к электромоторам, 100 а; при этом танк развивает определенную скорость.
Пусть сопротивление движению танка увеличилось. Обороты электромоторов упадут, и скорость танка уменьшится. Уменьшение числа оборотов якоря электромотора вызовет увеличение силы тока вследствие уменьшения противоэлектродвижущей силы. С увеличением силы тока сила тяги также увеличится. Однако поскольку увеличивается сила тока, проходящего по регулирующей обмотке генератора, его полюсы будут размагничиваться, и напряжение генератора уменьшится.
Таким образом, при увеличении сопротивления движению автоматически снизится скорость танка, а крутящий момент на ведущих колесах и сила тяги увеличатся; вместе с тем из-за увеличения силы тока, проходящего по регулирующей обмотке генератора, его напряжение уменьшится.
Обмотки генератора рассчитаны так, что мощность его останется примерно прежней. Допустим, что сила тока увеличится до 200 а, а напряжение упадет до 100 в; мощность будет та же самая, так как 200в х 100 а = 100 в х 200 а = 20 000 вт, или 20 квт.
Таким образом, электропередача, подобно гидравлической передаче потоком, является непрерывной и автоматической: скорость движения танка и сила тяги устанавливаются автоматически в зависимости от сопротивления движению.
Если уменьшить обороты двигателя, напряжение генератора упадет вследствие снижения числа оборотов якоря и уменьшения магнитного потока полюсов, так как уменьшится сила тока, вырабатываемого возбудителем. Это приведет к снижению скорости танка. Когда по условиям движения танк не может двигаться с высшей скоростью, допускаемой сопротивлением дороги, механик-водитель может при помощи реостатов увеличить силу тока в обмотках возбуждения электромоторов. При увеличении силы тока в обмотках возбуждения обороты электромоторов снизятся, вследствие чего скорость танка также станет меньше. Кроме того, можно регулировать силу тока в обмотках возбуждения дополнительного генератора (на схеме эта регулировка не показана).
Электрическая непрерывная автоматическая трансмиссия, так же как и гидротрансформатор, имеет внутренние потери, причем эти потери тем больше, чем больше отличается режим движения танка — его скорость от той скорости, на которую, как на самую употребительную, была рассчитана электротрансмиссия. Так, например, если при расчете была принята скорость 30 км/час, то работа на других скоростях (20 или 40 км/час) будет сопровождаться потерями, тем большими, чем больше отличается скорость движения от расчетной скорости. Поэтому диапазон скоростей электротрансмиссии обычно ограничивают величиной 4—5; в этом диапазоне электрическая трансмиссия может работать экономично. Для увеличения общего диапазона к электрической трансмиссии добавляют обычный демультипликатор на две передачи. Это позволяет расширить диапазон до 10, что для танка вполне достаточно.
Применение электротрансмиссии в танках до настоящего времени было ограничено вследствие ее сложности и относительно большого веса ее механизмов по сравнению с механизмами обычной шестеренчатой трансмиссии.