Алексеев В.А. - Пояснительная записка. Курсовая работа Техническая эксплуатация щелочных аккумуляторов на вс

• Название: Курсовая работа Техническая эксплуатация щелочных аккумуляторов на вс
• Дата: 28.02.2022
• Размер: 1.1 Mb.
• Имя файла: Алексеев В.А. - Пояснительная записка.doc
• Тип: Курсовая; #377540

«Омский летно-технический колледж гражданской авиации имени

А.В. Ляпидевского» филиал Федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Ульяновский институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации

Б.П. Бугаева»

(ОЛТК ГА филиал ФГБОУ ВПО УИ ГА)
КУРСОВАЯ РАБОТА

«Техническая эксплуатация щелочных аккумуляторов на ВС»

МДК.01.03 «Электрооборудование ВС»
25.02.03 «Техническая эксплуатация электрифицированных и пилотажно-навигационных комплексов ВС»
Курсант _______ Алексеев В.А.

__.__.2021 г.
Оценка выполнения курсовой работы (проекта) ___________
Руководитель _______ Копылов П.Г.

__.__.2021 г.


Омск - 2021 г.

Содержание

Введение 3

Раздел 1. Общие сведения. 4

Раздел 1.1 Назначение и основные технические данные 4

Раздел 1.2 Принцип действия аккумуляторной батареи 20-НКБН-25 5

Раздел 1.3 Устройство аккумуляторной батареи 20-НКБН-25 7

Раздел 1.4 Режимы работы 10

Раздел 1.5 Размещение на ВС 13

Раздел 2. Техническая эксплуатация 14

Раздел 2.1. Проверка работоспособности 14

Раздел 2.2. Типовые отказы и методы их устранения 15

Раздел 2.3. Регламентные работы 16

Заключение 20

Введение

Аккумуляторные батареи являются неотъемлемой частью электроснабжения вертолёта, обеспечивающие кратковременное питание сетей постоянного тока при предполётной подготовке ВС, запуск ВСУ, питание сетей при отказе всех генераторов. В курсовой работе представлены щелочные аккумуляторные батареи, которые устанавливаются на вертолёте Ми-171.

В курсовой работе освещены следующие вопросы:

1. 
   Назначение, устройство аккумуляторных батарей на ВС.
   
2. 
   Размещение аккумуляторных батарей на ВС.
   
3. 
   Режимы работы аккумуляторных батарей на ВС.
   
4. 
   Техническая эксплуатация аккумуляторных батарей.
   
5. 
   Проверка работоспособности и диагностика аккумуляторных батарей.
   

Для составления курсовой работы выбран щелочной аккумулятор

20-НКБН-25 установленный на вертолёте Ми-171 в количестве 2-х штук

Раздел 1. Общие сведения.

Раздел 1.1 Назначение и основные технические данные

Аккумуляторная батарея 20-НКБН-25 Предназначена для:

- кратковременного питания сетей постоянного тока при предполётной подготовке;

- запуска ВСУ;

- питание сетей при отказе генераторов.

Рисунок 1. Внешний вид аккумуляторной батареи 20-НКБН-25

Основные технические данные 20-НКБН-25

ЭДС заряженной батареи…………………………………………Не менее 25 В

ЭДС отдельных аккумуляторов……………………….……………….…1,25 В

Емкость батарей…………………………………....................Не менее 25 А • ч

Минимально допустимое на­пряжение при разряде…………….Не менее 16 В

Напряжение батареи под наг­рузкой током (100±5) А в те­чение 5 с……………………………………………………………………Не ниже 23,8 В

Масса батареи……………………………………………………..Не более 24 кг

Раздел 1.2 Принцип действия аккумуляторной батареи 20-НКБН-25

При заряде анод аккумулятора присоединяется к положительному полюсу источника электрической энергии, а катод — к отрица­тельному полюсу.

В начале заряда аккумулятор представляет собой электро­химическую систему следующего состава:

Ni(ОН)₂ |КОН| Cd(ОН)₂

анод - электролит - катод

При подключении аккумулятора к источнику постоянного тока в цепи возникает электрический ток вследствие движения ионов.

На рисунке 2 показана принципиальная схема заряда акку­мулятора. Под действием внешней разности потенциалов сво­бодные электроны уходят с анода, одновременно отрицательные ионы гидроксила ОН попадают на анод и отдают ему свои от­рицательные заряды. На аноде возникает химическая реакция, которая в молекулярном виде может быть записана так: 2Ni(ОН)₂ + 2(ОН) = 2Ni(ОН)₃. На отрицательном электроде происходит реакция: Cd(ОН)₂->Cd+2(ОН), т. е. гидрат окиси кадмия Cd(ОН)₂, в результате химической реакции распадает­ся на губчатый кадмий Cd и гидроксил 2(ОН). Последний, вступая в химическое взаимодействие с калием, образует мо­лекулы едкого кали: 2(ОН)+2К = 2КОН. Следовательно, уравнение токообразующего процесса при заряде кадмиево-ни-келевого аккумулятора можно записать в следующем виде:

Cd(ОН)₂ + 2КОН + 2Ni(ОН)₂ = Cd2КОН + 2Ni(ОН)₃,

катод - анод - анод

т. е. в результате на катоде восстанавливается губчатый кад­мий, а на аноде — гидрат окиси никеля 2Ni(ОН)₃.

Электрохимические процессы при разряде аккумулятора. За­ряженный аккумулятор представляет собой электрическую схе­му, где активным веществом анода является гидрат окиси ни­келя Ni(ОН)з, активной массой катода—губчатый (пористый) кадмий Cd и электролитом раствор едкого кали КОН. В элек­тролите аккумулятора происходит непрерывный процесс элек­тролитической диссоциации молекул: КОН<>К⁺ + ОН^-.

Рисунок 2. Схема заряда никель-кадмиевого аккумулятора Рисунок 3. Схема разряда никель-кадмиевого аккумулятора

При подсоединения к зажимам аккумулятора нагрузки в це­пи возникает электрический ток, и аккумулятор начинает раз­ряжаться.

Принципиальная схема разряда никель-кадмиевого аккуму­лятора показала на рисунке 3. Положительные ионы калия К пе­ремещаются в направлении электрического поля, т. е. от отри­цательного электрода к положительному. Отрицательные ионы гидроксила ОН перемещаются навстречу электрическому полю, т. е. от анода к катоду. С отрицательного электрода электроны уходят во внешнюю цепь. Отрицательные ионы гидроксильной группы ОН отдают свои отрицательные заряды катоду и в ре­зультате этого там возникает химическая реакция Cd + 2ОН = = Cd(ОН)₃, т. е. образуется гидрат окиси кадмия Cd (ОН)₂.

Из внешней цепи на анод поступают свободные электроны, а из электролита — положительные ионы калия К⁺, которые отдают аноду свои положительные заряды. В результате на аноде возникает следующая реакция: 2Ni(ОН)₃ + 2К = = 2Ni(ОН)₂+2КОН, т. е. при разряде аккумулятору на аноде образуется гидрат закиси никеля Ni(ОН)₂ и едкий кали КОН. Следовательно, уравнение токообразующего процесса при раз­ряде кадмиево-никелевого акумулятора можно записать так:

2Ni(ОН)₃ + 2КОН + Cd = 2Ni(ОН)₂ + 2КОН + Cd(ОН)₂.

анод - катод - анод - катод

Раздел 1.3 Устройство аккумуляторной батареи 20-НКБН-25

Конструктивно самолётная щелочная батарея аккумуляторов состоит из два­дцати отдель­ных аккумуляторов (элементов) НКБН-25 (рисунок 4), каждый из которых имеет индивидуаль­ный корпус из полихлорвинила (или по­лиамидной смолы).



Рисунок 4. Щелочной аккумулятор (элемент) НКБН-25

1 – корпус ; 2 – блок пластин (электродов); 3 – крышка; 4 – мостик; 5 – борн (полюсной штырь); 6 – гайка; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – пробка; 9 – шайба; 10 – экран.

В каждом элементе расположены блоки из 15 положи­тельных и 14 отрица­тельных электродов (пластин), которые отде­лены друг от друга сепаратором, вы­полненным из одного слоя капрона и одного слоя щёлочестойкой бумаги. В верх­ней части каждого элемента рас­положены два борна (полюсных штыря с резьбой в верхней части), а также резьбовое отверстие для заливки электролита. Положи­тельный борн марки­руется зна­ком +.

Отверстие после заливки элек­тролита глу­шится пробкой, которая не даёт выливаться электролиту при любом по­ло­жении самолёта, а также обеспечивает сообщение полости аккумулятора с воз­душ­ной средой.



Рисунок 5. Общий вид щелочной батареи 20НКБН-25

1 – ручка затвора; 2 – ручка для переноски; 3 –замок; 4 – корпус; 5 и 14 – соеди­нительные шины (накладки); 6 и 9 – прокладки; 7- шайба; 8 – гайка; 10 – крышка; 11 – окна; 12 – изоляционный уголок; 13 – аккумулятор НКБН-25; 15 – стержень крепления.

Элементы размещаются в общем стальном корпусе в 2 ряда. Ряды от­делены друг от друга изолирующей прокладкой 4. Акку­муляторы НКБН-25 отде­лены друг от друга и от корпуса батареи с помощь­ю прокла­док, которые помимо изоляции обеспечивают плотное размещение элемен­тов в корпусе батареи. Для по­следовательного соединения элементов между собой предусмотрены шины 3 и 7 в виде накладок, которые надева­ются на положительный и отрицательный полюса соответствующих эле­ментов и крепятся с помощью гаек.

Для контроля уровня электролита на боковых стенках корпуса преду­смотрены смотровые окна.

Сверху корпус закрывается пластмассовой крышкой 10, которая за­крывается защёлкивающимися (патефонными) замками 3.

Для изоляции корпуса батареи от металлической конструкции само­лёта к осно­ванию с двух сторон прикреплены изоляционные уголки.



Рисунок 6. Вид на аккумуляторную батарею 20-НКБН-25 сверху.

1 – розетка штепсельного разъёма; 2 – корпус; 3 – соединительная шина (накладка); 4 – прокладка; 5 – гайка; 6 – прокладка задняя; 7 – шина; 8 – аккумулятор (элемент) НКБН-25; 9 – вывод.

Для подсоединения батареи к бортовой сети на задней стенке корпуса располо­жен штепсельный разъём РША-1.

Раздел 1.4 Режимы работы

Электрическая энергия от источников к потребителям передается по двум сетям (нормальной и аварийной) че­рез два типа распределительных шин: шины отключения и аварийные шины.

К аварийным шинам подключены жизненно важные потребители (потребители 1 группы): преобразователь

ПОС-ЮООА; преобразователь ПТС-800А; топливные насо­сы ЭЦН-75; управление топливными насосами; пожарные краны; кран кольцевания; противопожарная система; при­боры контроля работы силовой установки и систем верто­лета; внутреннее и наружное освещение; сигнализатор об­леденения РИО-3; электромеханизмы ЭПК-2Т; система сигнализации; обогрев ПВД-6М; заслонка 1919Т противо — обледенительной системы двигателей; управление противо — обледенительной системой винтов Р-863, МС-61; радиовы­сотомер; изделие 023М; аппаратура внутренней связи и коммутации (АВСК); рентгенометр; траекторные вычисли­тели ПКВ, обеспечивающие посадку; топливомер ТПР1-10; автопилот ВУАП-1; курсовая система «Грсбень-1»; при­вод аварийной посадки; ПНП-72-4М летчика; МГВ-1СУ8; ПКП-77; «Тестер-УЗ»; система управления вооружением; питание У Г-3 и УУС; взрыв спецаппаратуры; насосная станция; управление генераторами; управление ВУ-6Б; уп­равление аэродромными источниками; тросорубы ГАС и АПМ; запуск АИ-9; запуск ТВЗ-117КМ; управление сис­темой переключения трансформаторов; баллонеты; регу­лировка температуры двигателей; подготовка батарей; кон­троль ДМР-200ВУ; отключение основной гидросистемы.
К шинам отключения подключены все остальные пот­ребители (потребители II группы). f Аварийные шины системы постоянного тока размещены s в следующих распределительных устройствах: ЦРУ-3,

( ЦРУ-4, РУ-6, РУ-8, РУ-9, РУ-10.

Шины отключения системы постоянного тока размеще­ны в следующих распределительных устройствах: ЦРУ-3, ЦРУ-4, РУ-7.

Одноименные шины соединены между собой перемыч­ками с двусторонней защитой автоматами защиты. Ава­рийные шины соединяются с шинами отключения с по­мощью контакторов соединения шин, которые срабатыва­ют автоматически или вручную.

Система электроснабжения имеет следующие режимы работы; нормальный, ненормальный — при отказе одного ВУ-6Б, аварийный — при отказе двух ВУ-6Б.

Нормальный режим характеризуется тем, что работа­ют два ВУ-6Б. Контакторы соединения шин сработали. Аккумуляторы подзаряжаются. Под напряжением все ти­пы шин системы.
Примечание. Контакторы соединения шин срабатывают при включении любого ВУ-6Б.

При отказе левого (правого) ВУ-6Б включается желтое табло ЛЕВ. (ПР.) ВЫПР. ОТКЛ. Оставшийся работоспо­собным ВУ-6Б питает все типы шин.

В случае отказа двух ВУ-6Б включаются два табло ЛЕВ. ВЫПР. ОТКЛ. и ПР. ВЫПР. ОТКЛ., шины отклю­чения автоматически отключаются от аварийных шин и включается красное табло СЕТЬ НА АККУМУЛ. В этом режиме под напряжением только аварийные шины с потре­бителями I группы. Питание аварийная сеть постоянного тока в этом случае получает от двух аккумуляторов. Ам­перметр ПОСТОЯННЫЙ ТОК, АККУМУЛЯТОРЫ пока­зывает ток разряда аккумуляторов. При необходимости шины отключения и аварийные шины можно соединить вручную при отказе двух ВУ-6Б. Для этого необходимо:

— вручную отключить оборудование, подключенное к шинам отключения;

— подключить шины отключения к аварийным шинам, включив выключатель ШИНЫ ОТКЛ.

ВНИМАНИЕ!

1. 
   Рабочее положение выключателя ШИНЫ ОТКЛ. — закрыт колпачком (выключатель выключен).
   
2. 
   Если выключатель ШИНЫ ОТКЛ. будет включен, то при отказе двух ВУ-6Б автоматического рассоединения шин нс произойдет. Аккумуляторы возьмут на себя всю нагрузку и быстро разрядятся. Произойдет’ обесточивание вертолета.
   

Раздел 1.5 Размещение на ВС

Аккумуляторные батареи 20-НКБН-25 устанавливаются на вертолёте Ми-171 по левому и правому борту между шпангоутами 4Н и 5Н в количестве 2-х штук.


Рисунок 7. Размещение АКБ 20-НКБН-25 на ВС

Раздел 2. Техническая эксплуатация

Раздел 2.1. Проверка работоспособности

Раздел 2.2. Типовые отказы и методы их устранения

Раздел 2.3. Регламентные работы

Заключение

Задачей курсовой работы являлось изучение аккумуляторных батарей 20НКБН-25. С помощью курсовой работы мы изучили назначение, о.т.д., конструкцию и размещение на вертолете Ми-171, режимы в которых может работать аккумулятор, а также техническую эксплуатацию в которую входят: проверка работоспособности, отказы и их устранение в процессе технической эксплуатации и регламентные работы. С помощью этого увеличивается безопасность полётов, что в свою очередь может сказаться на использовании данного оборудования в авиации.