Доклад. Доклад Данный проект направлен на разработку электротехнического устройства. Это устройство предназначено для преобразования энергии вибрации железнодорожного полотна при прохождении по ним железнодорожных составов в электрическую энергию.
 Скачать 33.44 Kb.
|
|
Доклад Данный проект направлен на разработку электротехнического устройства. Это устройство предназначено для преобразования энергии вибрации железнодорожного полотна при прохождении по ним железнодорожных составов в электрическую энергию. Впоследствии данная энергия накапливается в аккумуляторах и с её помощью обеспечивается питание рельсосмазывающего устройства. Сначала разберемся что такое вибрация? Вибрация — это механические колебания машин и механизмов, которые характеризуются такими параметрами, как частота, амплитуда, колебательная скорость, колебательное ускорение. Вибрацию порождают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе машин и не только. Простым языком вибрация — это колебания твёрдых тел. Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источником такого дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося или движущегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей, а также неправильная установка и эксплуатация оборудования. Железнодорожный транспорт является неотъемлемой частью при перевозках грузов и пассажиров. Доля внутреннего грузооборота на железной дороге составляет около 85%. Общая эксплуатационная длина железнодорожных путей составляет более 85 тыс. км. Очень важно содержать железнодорожное полотно в надлежащем состоянии. Оно подвержено износу по многим причинам: воздействия проходящих составов, погодные условия, движения грунта и т.д. Для снижения трения между колесными парами и путями применяются рельсосмазыватели. Одним из используемых устройств является стационарный рельсосмазыватель с насосной станцией для прикрытия горловин станций РСЛ-01. Устройство РСЛ-01 работает от источника постоянного напряжения 24В. Источником, в данном случае, являются аккумуляторные батареи. В процессе работы рельсосмазывающего устройства АКБ разряжаются. В результате установки нужно с определённой регулярностью обслуживать, производить замену аккумуляторных батарей. Как правило, рельсосмазыватели стоят на искривлённых участках железнодорожного пути, которые отдалены от станций. Это создает проблему с возможностью своевременным и быстрым техническим обслуживанием установок. Все более актуальной задачей становится поиск альтернативных источников питания и построение на их основе разнообразных электронных устройств, использующих, например, энергию солнца или ветра. В случае построения подобных систем в промышленных помещениях, вагонах поездов, автомобилях, где есть наличие вибраций, наиболее приемлемым для питания электронных устройств является пьезоэлектричество. В основе пьезоэффекта лежит свойство некоторых кристаллов продуцировать электрический заряд при сжатии (прямой пьезоэффект) или под действием электрического напряжения изменять форму: сжиматься/расширяться, скручиваться, сгибаться (обратный пьезоэффект). Хотя первое исследование пьезоэлектрических эффектов сделано еще в 1880 году братьями Кюри, широкое распространение технология получила только в наши дни. Оптимальные значения параметров гасителей для каждого типа вагона индивидуальны. В среднем эти значения таковы, что коэффициенты демпфирования главных видов колебаний лежат в пределах 0,2–0,35. С помощью преобразования механической энергии вибрации железнодорожного полотна в электрическую энергию предлагается обеспечить зарядку аккумуляторных батарей, что решит данную проблему. Виброгенератор может состоять из нескольких пьезоэлементов, которые могут подключаться как последовательно, так и параллельно, в зависимости от условий схемы. В обычном исполнении пьезоэлементы совершают колебания в двух противоположных направлениях относительно оси, поэтому на выходе генератора возникает переменный ток. Типичная схема включения виброгенератора содержит выпрямитель и контроллер зарядки аккумуляторов (рис. 1).  Рисунок 1 Типовая схема беспроводного устройства с виброгенератором Каждый виброгенератор Volture состоит из двух пьезоэлементов, которые могут подключаться независимо, параллельно (для удвоения тока, что рекомендуется для большинства применений) и последовательно (для удвоения напряжения). В обычном исполнении пьезоэлементы совершают колебания в двух противоположных направлениях относительно оси, поэтому на выходе генератора возникает переменный ток. Типичная схема включения виброгенератора содержит выпрямитель и контроллер зарядки аккумуляторов (рисунок 2). При установке генератора один конец закрепляется на вибрирующем основании, а другой остается свободным. Эффективность работы такой системы зависит от резонансной частоты получившегося маятника. Виброгенераторы Volture выпускаются нескольких форм и размеров и подходят для разных диапазонов рабочих частот. Точная настройка под параметры вибрации выполняется с помощью грузиков. От частоты колебаний и их амплитуды зависит и мощность генератора |