Электрическая трансмиссия: ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ – ТЕХНОЛОГИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ – ТЕХНОЛОГИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ –

ТЕХНОЛОГИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

 

С одной стороны,  для запуска двигателя необходим высокий крутящий момент (большинство двигателей внутреннего сгорания) при малой частоте вращения, с другой стороны, при высокой скорости движения – точное его соотношение с возникающей нагрузкой. Выполнение данных условий при обеспечении переменного соотношения «крутящего момента – частоты вращения» может быть обеспечено только при использовании электрической трансмиссии, несмотря на большой объем и массу. В этой связи известным примером является сконструированная профессором Порше и выпускаемая Lohner-Porsche с 1900 года машина с электрическим приводом передних колес.

Благодаря применению новых технологий приводов дизель-электрический привод становится интересен для использования в гражданской и военной сферах.

Со временем электрические приводы благодаря появлению ступенчатой коробки передач были почти полностью вытеснены, однако в последние годы интерес к электроприводам проявляется в возрастающем объеме. Это касается не только технологии приводов. Составляющие системы при современном уровне развития представляют собой ряд серьезных преимуществ для формы и конструкции машины, а также для возросшей в настоящее время необходимости в создании полностью электрической машины повышенной эффективности. Генераторы будут заменены так называемыми генераторами коленчатого вала, интегрированными между дизельным двигателем и ступенчатой коробкой передач.

 

Практическое использование

Электрические приводы будут применяться в гражданских, а также в военных машинах. Дизель-электрические и, прежде всего автобусы с комбинированными электрическими приводами эксплуатируются в основном в сильно населенных и ограниченных районах. Здесь используется технология привода на колеса, делающая, например, днище машины совершенно плоским и сплошным, что является явным преимуществом для конструкции и прежде всего для пассажиров. Технология электрического привода на колеса доказала свою надежность в ежедневной эксплуатации с пассажирами на дорогах протяженностью в миллионы километров. Намерения военных заключаются в переводе технологии на опытный образец для использования в крупномасштабных программах. Таким образом, американская программа – боевая система будущего (FCS) – определила дизель-электрический комбинированный привод как основную форму привода и предусмотрела его как важнейшую конфигурацию для всего семейства машин. Близкие к серийным образцам опытные образцы машин с электрическими приводами уже находятся в стадии испытания в небольшом количестве.

Причина этого возрождения технологии электрического привода в военных машинах находится в том, что только так могут быть достигнуты новые боевые качества и характеристики, что касается надежности машины, тылового обеспечения в боевых условиях и мирное время и защиты. Она является ключом для нового базового машиностроения колесных машин с сохранением традиционной ветви привода, при наличии ступенчатой коробки передач, карданных валов, раздаточной коробки и конечной передачи, главным образом определяющих основную конфигурацию машины.

На рисунке представленном ниже изображен модуль привода колеса с полностью вмонтированным в ступицу колеса электродвигателем. Привод, подвеска, амортизатор, рулевое управление объединились в компактный стандартизированный модуль ходовой части. Тормоза работают электрически, только стояночный тормоз был выполнен в качестве дополнительного механического тормоза.

 

 

1 — Модуль привода колеса с вмонтированным в ступицу колеса электродвигателем

2- Преимущество полезного пространства у колесной машины благодаря использованию электрического привода по сравнению с устаревшим жестким мостом (источник: магнит-двигатель)

 

Машина с перспективным гибридным электрическим приводом (AHED)

В качестве актуального примера колесной машины с электрическим приводом представлена машина с перспективным гибридным электрическим приводом (AHED) фирмы General Dynamics Land Systems (GDLS), которая впервые публично была показана на ежегодной выставке AUSA в октябре 2002 года в Вашингтоне.

Она вместе с созданной фирмой GDLS боевой машиной разведки, наблюдения и целеуказания (RST-V) является одной из первых боевых машин, которой уже в базовой конструкции использует полезные качества электрического привода колеса.

 

   

 

Машина с колесной формулой 8×8 и с перспективным гибридным электрическим приводом (AHED) фирмы GDLS с электрическим приводом в ступице колеса фирмы Magnet-Motor

 

По заказу фирмы GDLS фирма Magnet-Motor GmbH оборудовала эту машину с колесной формулой 8×8 электрическим приводом в ступице колеса, имеющую в своем составе дизель-генератор/комбинированное энергообеспечение — аккумуляторные батареи.

Приводы колеса фирмы ММ являются частью колесного модуля, установленные во все ведущие колеса. Генератор фирмы ММ мощностью 200 кВт, напрямую соединенный фланцем с дизельным двигателем, вырабатывает первичную электрическую мощность для привода движения. Дополнительная высокоэффективная аккумуляторная батарея обеспечивает при этом следующие 200 кВт электрической мощности, благодаря чему мощность привода составляет округленно 400 кВт. Аккумуляторная батарея в процессе эксплуатации машины подзаряжается благодаря торможению машины и наличию избыточной первичной мощности. На практике с помощью данной комбинированной конфигурации достигаются дополнительные преимущества, как, например, бесшумное наблюдение, связь и управление (silent watch) и бесшумное движение (stealth mode). Важнейший результат: внутренняя часть машины полностью освободилась от компонентов системы привода, нет также «двойного дна», в котором размещались механические детали привода. Силуэт машины смог стать намного ниже, чем в машине с традиционным приводом.

Колесные модули будут обеспечены гибкой «пуповиной», обеспечивающей все электрические функции мощностного и сенсорного трубопровода, и подачи охлаждающего средства. Она защищена, т.к. проходит внутри стойки, и управляет другими частями подвески колес.

Наряду с колесными модулями, особенно следует указать на элементы мощностной электроники, обеспечивающие электрические машины энергией, объединяющие высокоэффективные аккумуляторные батареи в систему. Они находятся в передней фронтальной части машины, «приподнимая» ее носовую часть.

Рисунок изображает компоновочную схему машины, таким образом, видно расположенные рядом в качестве соединительных элементов штепсельного соединения буксы мощностной электроники, гибридный электрический привод и другие компоненты.

 

 

Конфигурация колесной машины с колесной формулой 8×8 с перспективным гибридным электрическим приводом (AHED)

 

Фирма Magnet-Мotor по данной машине отвечала за общие функции привода, начиная от дизельного двигателя, включая аккумуляторные батареи, до колесного модуля. Опытный образец машины подвергается в настоящее время подробному испытанию и предлагается в рамках активизации программы боевых систем будущего (Future Combat Systems).

В этой машине были последовательно использованы возможности экстремально удаленной подвижной подвески колес,  ставшие возможными с применением электрического привода благодаря упразднению приводного и карданного валов. Клиренс может быть изменен от нескольких до 80 см . Тем самым стали достаточными характеризующие защитные свойства критерии и требования. Они простираются от предельно возможной маскировки в «присевшем» положении до возможности обнаружения мин и уменьшения последствий их воздействия в процессе движения.

 

Боевая машина разведки, наблюдения и целеуказания (RST—V)

Боевая машина разведки, наблюдения и целеуказания (RST-V)

 

Также по заказу фирмы GDLS фирма Magnet-Motor реализовала электрическую систему комбинированного привода для четырех опытных образцов боевой машины разведки, наблюдения и целеуказания (RST-V), построенных фирмой GDLS для морской пехоты США и управления перспективного планирования МО (DARPA). Системы приводов охватывают также приводы колес, размещенные в их ступицах, и электрическое питание с комбинацией дизель-генератора и аккумуляторных батарей. Благодаря электрическим колесным модулям стала возможной реализация для машины RST-V специальной подвижной и складной подвески колеса (для изменения клиренса машины) и экстремально высоко поднятого днища машины между передними и задними колесами. Таким образом, машину можно разместить в самолете Osprey V 22. С общей мощностью привода в 210 кВт, сложенной из 110 кВт мощности дизель-генератора и 100 кВт высокоэффективных аккумуляторных батарей, эта 3,8-тонная машина является очень подвижной, она достигает высокой скорости, примерно 120 км/ч , и обладает способностью преодолевать подъемы в 60%.

Опытные образцы успешно прошли ряд испытаний на соответствие характеристик и возможности использования образцов заданным требованиям и в настоящее время в процессе подготовки первой небольшой партии для серийного применения будут подвергнуты дальнейшему интенсивному испытанию. Все изготовленные фирмой Magnet-Motor приводы не имеют никаких изнашиваемых частей и минимум подвижных частей. Тем самым они практически не требуют технического обслуживания и высоконадежны, вследствие чего требуются особенно низкие расходы на эксплуатацию (LCC).  Обновленные фирмой ММ компоненты, такие как механизмы, а также электроника, кроме того, были укомплектованы с учетом сокращенных расходов на персонал и обслуживание устройств/материалов в особенности, принимая во внимание требования материально-технического обеспечения. На практике благодаря использованию полностью автоматического и оптимального привода обеспечивается разгрузка водителя. Имеются не механически, а электрически включаемые передачи, колеса машины порознь оптимально управляемы, что в общем приводит к лучшему разгону.

Уже в ранних опытных образцах фирмы Magnet-Motor было продемонстрировано обеспечение внешнего потребителя с высокой степенью потребности в электрической мощности, как, например, механизмы и элементы освещения из электрической сети привода машины. Обе произведенные для GDLS системы приводов оборудуются элементами электроники без дальнейшего расчленения, напрямую встроенными в систему электрической сети привода. С помощью имеющейся в распоряжении энергии и мощности может быть обеспечено снабжение ими командных пунктов, инженерных машин, радиолокационных установок и т.д. Сеть пригодна также как электрическая система первичного обеспечения будущих электрических боевых систем (например, электрические пушки, комбинированные пушки, лазерное и микроволновое оружие).

 

Бронированная пушечная система Thunderbolt

 

 

1- Бронированная пушечная система Thunderbolt

2- Бронированная пушечная система Thunderbolt фирмы United Defense с гибридным электрическим приводом ведет стрельбу из своей 120-мм танковой пушки.

 

Бронированная пушечная система Thunderbolt, разрабана в сентябре 2003 г . Она представляет собой модернизированную бронированную пушечную систему М8, вооруженную 120-мм танковой пушкой XM291 вместо первоначально устанавливаемой 105-мм пушки М35. Система Thunderbolt заслуживает внимания благодаря пространству, которое экономится в машине за счет принятия гибридного электрического привода. Это мероприятие включало размещение двух тяговых двигателей в передней части корпуса, и дизельного двигателя мощностью 300 л .с. в одном из спонсонов, что освободило пространство в кормовой части корпуса, ранее занимаемое дизельным силовым блоком мощностью 580 л .с. и бортовыми передачами. Появившееся пространство может вместить четырех человек или дополнительные боеприпасы. Не говоря уже о том, что разница в мощности двигателя возмещается, когда требуется максимальная мощность, использованием энергии, накопленной в блоке батарей из 24 свинцовых аккумуляторов.

Усовершенствования, включенные в систему Thunderbolt, достигнуты в результате работы, выполненной на демонстрационном макете TТD, который был основным средством разработки привода HED и его демонстрационным макетом. Одним из положительных результатов, полученных от сочетания дизельного двигателя John Deere мощностью 250 л .с. (187 кВт) и блока батарей из 40 свинцовых аккумуляторов мощностью 187 кВт, было уменьшение расхода топлива на 89% по сравнению с расходом топлива стандартного БТР М113А3 с двигателем фирмы Detroit Diesel мощностью 275 л . с. и гидродинамической трансмиссией Х2000-4А фирмы Allison при действии на трассе, на пересеченной местности с  изменением высот, хотя частично улучшение следует приписать замене двигателя, так как старый двухтактный двигатель фирмы Detroit Diesel обладает достаточно высоким удельным расходом топлива.

Электрические трансмиссии всех приводных систем фирмы United Defense были классического двухстороннего типа из двух параллельных схем, несущих ток от генератора с приводом от двигателя машины к отдельным исполнительным двигателям, каждый из которых приводит в действие одну гусеницу. Двухсторонние системы использовались также во всех других гусеничных машинах, оснащенных до сих пор электрическими приводами. Однако их приводы не были частью гибридных электрических приводов и в противоположность трансмиссиям фирмы United Defense, в которых последовательно использовались асинхронные электродвигатели переменного тока, в них использовались разработанные позднее электродвигатели с постоянным магнитом.

 

Повышение живучести

В американских машинах еще не используется другое преимущество электропривода, а именно использование некоторых небольших снабженных генераторами дизельных двигателей в качестве поставщиков мощности. Это ведет к значительному повышению  качетсве генератора мощности.и т.д. ение водителя. атериалтнаны с учетом сокращенных расходоживучести, а именно при повреждениях машина все еще остается подвижной и может вернуться назад (go-home), тем самым избегая потери мобильности. Кроме того, здесь можно глобально использовать стандартные современные дизельные двигатели и необходимо еще раз оценить уменьшенные расходы на срок их службы. На модернизацию этих машин можно легко реагировать благодаря наличию унифицированной конструкции и необходимой подгонки только электропривода и программного обеспечения. Конфигурацию будущего варианта машины, охватывающего все характеристики, представляющую электрическую технологию привода, показывает модель на рисунке.

 

 

 

Эскиз машины с колесной формулой 6×6 с электрическими  приводами колес и сдвоенными элементами конструкции – дизельный двигатель – генератор

 

 Машина имеет полезный объем, намного увеличенный, в сравнении с оснащенной традиционным механическим приводом колесной машиной с формулой 8×8, но при этом облегченная таким образом, что без проблем может транспортироваться по воздуху известными в настоящее время самолетами. У вышеупомянутых американских машин устанавливался механизм изменения клиренса. Это позволяет уменьшить клиренс днища машины до нескольких сантиметров и почти до 100 см приподнять машину. Из этого вытекает дальнейшее улучшение противоминной защиты и возможность приспособить к местности высоту линии огня.

Оба элемента, дизельный двигатель-генератор, размещены в задней части машины слева и справа. Это способствует увеличению внутреннего полезного объема машины и расширению задней двери для безопасной высадки экипажа.

 

Применение в гражданской сфере

Технология привода с электрическим приводом колеса нашла доступ к гражданской сфере применения, в особенности в городских автобусах. При энергетическом обеспечении реализовалось множество вариантов: базовая конфигурация снова является дизель-электрическим приводом, комбинированное исполнение достигнуто от комбинирования с верхним подведением энергии (троллейбусы) до газовых двигателей – электрических приводов с электрическими дополнительными накопителями и без электрических дополнительных накопителей, таких как аккумуляторные батареи или разработанный и изготовленный фирмой Magnet-Motor магнитодинамический накопитель (MDS). Используемая в автобусах технология приводов в своей основе одинакова, как и в вышеуказанных военных машинах. Таким образом, полученный в гражданской сфере применения опыт можно перенести и на военную область. Было построено около 60 автобусов с электрическим приводом колес, и уже много лет они находятся в ежедневной эксплуатации по перевозке пассажиров. В целом общий пробег таких автобусов составляет свыше 7 млн. километров.

Примерами являются 12 троллейбусов, которые были оборудованы фирмой Magnet-Motor (MM) электрическими приводами колес и комбинированным обеспечением электроэнергией с верхней подачей и магнитодинамическим накопителем (MDS). Машины уже с 1995/1996 годов применялись в общественном пассажирском транспорте в городах Базель (Швейцария), и в настоящее время их пробег составил почти 4 млн. километров. Из опыта эксплуатации могут быть выведены промежуточные данные по отказам для компонентов привода. Для электрических приводов колес промежуток между отказами (средняя продолжительность периода между отказами MTBF) составляет около 90000 часов или 1,2 млн. км пробега, для используемой в них электроники – около 40000 часов или 0,5 млн. км — чрезвычайно высокое значение, что отмечает особенно высокую надежность электрических компонентов. Кроме того, уже два года в швейцарском городе Лозанна используются другие 27 машин серии троллейбусов с электрическими приводами колес. Электрическое снабжение энергией берет на себя комбинация верхнего подведения энергии мощностью 300 кВт и объединение дизельного двигателя и генератора такой же мощности. Компоненты приводов для этих автобусов заимствованы из производимой фирмой Magnet-Motor продукции. Общий эффективный пробег машин, используемых в Лозанне, в настоящее время составляет около 1,5 млн. км, что представляет собой важнейшие рекомендации по использованию электрической технологии привода колес.

 

Итог

Электрическая технология привода колес в настоящее время применима и находится в распоряжении промышленности, в американских военных колесных машинах в связи с наличием комбинированной системы обеспечения энергией она переживает свой настоящий прорыв.

 

Материал подготовлен на основе

Петер Эрхарт*

Elektrische Kraftübertragung-Technologie und praktische  Anwendung Soldat und Technik, Mai, 2003, S. 22-27 и других материалов зарубежной прессы.

 

*Петер Эрхарт — д-р Петер Эрхарт, является руководителем фирмы Magnet-Motor GmbH и уже более 20 лет курирует программу по разработке дизель-электрического привода.

Урок 11. трансмиссия: электрическая, гидравлическая, пневматическая — Технология — 6 класс

Технология, 6 класс

Урок 11. Трансмиссия: электрическая, гидравлическая, пневматическая

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

1. Урок посвящён изучению устройства и схемы работы электрической, гидравлической, пневматической трансмиссий в технических системах.

Тезаурус

Электрическая трансмиссия – передаточный механизм с передачей энергии с помощью электричества.

Гидравлическая трансмиссия – передаточный механизм с передачей энергии с помощью жидкости.

Пневматическая трансмиссия – передаточный механизм с передачей энергии с помощью сжатого газа.

Основная и дополнительная литература по теме урока

1. Технология. 6 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / В. М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семенова и др.; под ред. В. М. Казакевича. – М.: Просвещение, 2017.
2. Технология. 6 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / Бешенков С. А., Лабутин В. Б., Миндзаева Э. В., Рягин С. Н. под редакцией С. А. Бешенкова – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2016.
3. Технология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / Н. В. Синица, П. С. Самородский, В. Д. Симоненко, О. В Лковенко. – 3-е изд., перераб. – М.: Вентана — Граф, 2014.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Механические трансмиссии устанавливают преимущественно в небольшие технические системы, так как машины больших размеров приходится оснащаться громоздким тяжёлым передаточным механизмом, который трудно разместить и которым сложно управлять. Для уменьшения размеров трансмиссий используют немеханические трансмиссии: электрические, гидравлические, пневматические.

Трансмиссия бывает механической, электрической, гидравлической или пневматической. Электрическая, гидравлическая или пневматическая трансмиссии используются в крупных технических системах. Электрическая трансмиссия передает энергию с помощью электричества, гидравлическая трансмиссия передает энергию при помощи жидкости, пневматическая трансмиссия передает энергию при помощи сжатого газа.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Установите соответствие между элементом технической системы и его назначением.

Варианты ответа:

Элемент технической системы	Назначение
Рабочий орган	даёт энергию
Двигатель	передаёт энергию от двигателя к рабочему органу
Передаточное устройство	выполняет полезную для человека работу

Правильный вариант ответа:

Элемент технической системы	Назначение
Рабочий орган	выполняет полезную для человека работу
Двигатель	даёт энергию
Передаточное устройство	передаёт энергию от двигателя к рабочему органу

Задание 2. Выберите правильный вариант ответа: Какую функцию не выполняет трансмиссия? Выберите один вариант ответа.

Варианты ответа:

1. Передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам.
2. Изменяет крутящий момент по величине и направлению.
3. Длительно разъединяет двигатель и ведущие колеса.
4. Обеспечивает движение автомобиля в заданном направлении.

Правильный ответ:

Длительно разъединяет двигатель и ведущие колеса.

Трансмиссия автомобиля: виды, неисправности

Трансмиссия автомобиля – это целый комплекс механизмов, который обеспечивает функционирование всех его движущих механизмов, передаёт им энергию ДВС. Дословно слово «transmission» с английского языка на русский можно перевести следующим образом: «перенос», «передача», «перевод». Фактически даже простая цепная передача на велосипеде – это уже трансмиссия. Но применительно к велосипедам слово «трансмиссия» не прижилось. Принято говорить именно «передача». А вот в сфере машиностроения, транспортных технологий понятие «трансмиссия» применяется и к механизмам, соединяющим ДВС с движущимися элементами, и к системам, которые обеспечивают функционирование таких механизмов.

Хотя, если речь уже зашла о велосипеде, то на его примере легче всего наглядно объяснить суть трансмиссии как-таковой. Чтобы передвигаться быстро на велосипеде, нужна высокая частота вращения заднего ведущего колеса. Цепная передача идеально позволяет решить эту задачу, не прибегая к изменению диаметра колеса. Правда, если мы рассматриваем устройство автомобилей, то уже появляется двигатель, и конструкция усложняется, как и спектр её «обязанностей». Например, во время движения авто ДВС постоянно нужно затрачивать энергию на преодоление всевозможных сопротивлений, в том числе преодоление инерции самого автомобиля.
 
От качества механизмов трансмиссии (МТ) зависит расход топлива, безопасность и комфорт водителя, пассажиров транспортного средства, эффективность выполнения тех или иных задач. Например, МТ погрузчика обеспечивают оператору комфортное взаимодействие с погрузчиком, беспрепятственно подъезжать к стеллажам и аккуратно разгружать его. От МТ комбайна зависит отлаженность передачи действий от ДВС механизмам жатвенной части. От МТ карьерного самосвала зависит то, сможет ли он обеспечить эффективный старт после полной загрузки кузова или движение в гору с высокой скоростью.

Назначение и схемы трансмиссий

Прямое назначение трансмиссии автомобиля — пошагово регулировать крутящий момент от маховика и распределять его по ведущим колёсам.

МТ позволяют согласовать работу ДВС с сопротивлением движению транспортного средства, расширяя тяговое усилие на ведущих колесах, диапазон изменения оборотов.

Схема трансмиссии автомобиля зависит от того – переднеприводный или заднеприводный автомобиль перед нами.

У транспортного средства с приводом на задние ведущие колеса в составе трансмиссии чаще всего можно встретить сцепление, коробку передач, карданный механизм, задний ведущий мост в сборе. Такой вариант очень популярен у коммерческого транспорта (включая, грузовики, автобусы).

У транспорта с приводом на передние колеса (самый распространённый вариант у легковых авто) в состав трансмиссии чаще всего входят: сцепление, трансэксл, карданный привод на передние ведущие колеса и шарниры равных угловых скоростей. 

Уточнение «чаще всего» при описании конструкции сделано по той причине, что некоторые элементы могут «перекочёвывать». Например, трансэксл можно встретить в конструкции некоторых автомобилей и с задним приводом. К такому конструктивному решению не раз прибегали при производстве некоторых моделей Chevrolet, Nissan Alfa Romeo. Особенно решение популярно у спорткаров с независимой подвеской. Трансэксл может соединяться с ДВС при помощи различных валов (карданного, с резиновыми муфтами).

В трансмиссионную схему всех полноприводных авто с ручным управлением и ряда транспортных средств с дополнительным оборудованием (например, коммунальной техникой) также входит раздаточная коробка.  

Отдельно стоит обратить внимание на гидромеханические схемы. У них нет сцепления, но каждая ступень КПП оснащается автономным элементом переключения.

Что входит в трансмиссию автомобиля?

Узлы трансмиссии автомобиля:

• Сцепление, муфта сцепления или фрикцион (последний вариант часто встречается на сельскохозяйственной технике, например, тракторах). Разъединяет двигатель от трансмиссии и плавно соединяет их при переключении передач, при старте движения. Основа большинства сцеплений — фрикционный диск или диски, прижатых к маховику или сжатых друг с другом. Управлять сцеплением можно механическим способом (педалью), посредством гидро-, электропривода.
• Коробка передач (КПП). Главная функция любой КПП — изменение отношения между угловыми скоростями, крутящими моментами валов, угловыми и линейным перемещениями (то есть изменение передаточного отношения). Агрегат позволяет изменить крутящий момент, скорость и направление движения транспортного средства, а также разъединить двигатель с трансмиссией. Устройство агрегата зависит от типа КПП. 
• Трансэксл — ведущий мост в блоке с коробкой передач. 
• Кардан — механизм, передающий крутящий момент между валами у переднеприводных авто и от коробки к задним колесам на заднеприводных.
• Картер. Кожух, в котором располагаются главная передача, полуоси для крепления ступиц ведущих колец и дифференциал.
• Главная передача. Увеличивает крутящий момент и передаёт его на полуоси ведущих колес, адаптирует мощь двигателя под эксплуатационные условия.

• Дифференциал. Распределяет крутящий момент между приводными валами и обеспечивает возможность колёс вращаться с разными угловыми скоростями. От дифференциала зависит безопасность езды при поворотах на сухой гладкой дороге. Дифференциал может быть исполнен в виде муфты (вязкостной или фрикционной) или червячных полуосевых шестерен (дифференциал Торсен) с автоматической самоблокировкой механизма в момент разности крутящих моментов на приводном вале и корпусе.
• Полуоси. Передают крутящий момент от зубчатого колеса дифференциала непосредственно на колесо (через ступицу).

• Шарниры угловых скоростей. Передают крутящий момент, идущий от дифференциала к ведущим колесам. ШРУСы в отличие от передачи способны беспрепятственно работать с существенными углами поворота (до 70 градусов).

• Раздаточная коробка («раздатка»).  Устройство, направленное на распределение усилия двигателя по ведущим колесам. Раздаточная коробка помогает нарастить крутящий момент при езде по плохим дорогам, бездорожью, распределить крутящий момент между приводными осями транспортного средства.

Для повышения функциональности, эргономичности, конкурентоспособности устройство трансмиссии автомобиля постоянно совершенствуют. Рассмотрим популярные полноприводные МТ 4Matic, xDrive, 4Motion, Quattro.

Особенности популярных трансмиссий 4Matic, xDrive, 4Motion, Quattro

• Системы полного привода 4Matic (установлены на многочисленные легковые модели Mercedes-Benz) с постоянным полным приводом включают межколесный и межосевой дифференциалы свободного типа, позволяющих разделить крутящий момент ДВС на две оси. Каждая из осей благодаря свободным дифференциалам может беспрепятственно вращаться с различной скоростью. Кроме того, у 4Matic предусмотрен контроль за движением посредством системы курсовой устойчивости (предусмотрен контроль тягового усилия, антиблокировочная система тормозов и антипробуксовочный механизм).
• Полноприводные трансмиссии xDrive (разработка BMW) отличаются наличием фрикционной многодисковой муфты. Она выполняет роль дифференциала. Также одна из главных особенностей решения состоит в том, что системой обеспечена возможность перераспределения межосевого крутящего момента в максимально широком диапазоне (0 до 100%).
• Система Quattro (Audi). Отличительная особенность – МТ и ДВС расположены продольно. У большинства трансмиссий Quattro присутствует свободный дифференциал с электронной блокировкой. Благодаря ней автоматически отпадает проблема пробуксовки ведущих колёс при разгоне на скользком дорожном полотне.
• 4 Motion (популярный МТ Volkswagen). Особенность схемы — крутящий момент ДВС распределяется по осям в зависимости от ситуации на дороге.  

У большинства трансмиссий Quattro и 4Motion присутствует свободный дифференциал с электронной блокировкой. Благодаря ней автоматически отпадает проблема пробуксовки ведущих колёс при разгоне на скользком дорожном полотне.

Классификация 

Трансмиссии принято классифицировать в зависимости от способа передачи энергии (типа преобразователя крутящего момента, привода транспортного средства использованной коробки передач.

В зависимости от способа передачи энергии выделяются следующие виды трансмиссии автомобиля:

• Механическая. Энергия передаётся посредством механического трения в сцеплении, взаимодействия шарниров, зубчатых колёс.
• Гидромеханическая. Крутящий момент возникает за счёт механического трения и работы гидравлики. ТМ здесь работают благодаря гидромуфте, гидротрансформатору.
• Гидравлическая. Вращение обязано нагнетания масла к гидротурбине под высоким давлением. То есть передача энергии осуществляется посредством жидкости.

В зависимости от привода выделяют переднеприводную, заднеприводную и полноприводную трансмиссию. О том, как они отличаются, можно судить, исходя из особенностей схемы устройств, приведённых в начале нашего материала.

В зависимости от коробки передач трансмиссия бывает: 

1. Механическая.
2.  Автоматическая. 
3. Роботизированная.
4. Вариативная (бесступенчатая) – с вариатором.

Подробнее о трансмиссиях с разными типами коробок передач читайте в нашем материале «Коробка передач».

Механическая трансмиссия

Передача мощности производится за счёт механических передач вращательного движения.

Плюсы:

• Низкая стоимость.
• Высокий КПД.
• Малые габариты.

Механические системы обладают наивысшим КПД среди прочих, наименьшей массой, наиболее просты в производстве.

Важно! Не нужно путать механический способ передачи энергии и механическую коробку передач. Да, чаще всего решения с механической коробкой – это именно решения с механической передачей энергией. И именно её все и называют механическая трансмиссия автомобиля. Но это не аксиома. Среди гусеничной техники есть решения, где энергия передаётся через мехпередачи, при этом коробки стоят отнюдь не механические.

Гидромеханическая трансмиссия

Для агрегата характерно наличие гидромеханической коробки передач (в конструкции объединены механический редуктор + гидродинамический преобразователь крутящего момента). Наибольшая эффективность от системы наблюдается при наличии в ней автоматического управления.

Гидротрансформатор с колёсами с криволинейными лопатками, являющийся обязательным элементом такого агрегата, автоматически изменяет крутящий момент, передаваемый от двигателя.

Процесс передачи крутящегося момента подчиняется изменениям нагрузки на выходном валу КП.

• Муфта свободного хода запускает процесс вращения колеса реактора только в одном направлении. Оно совпадает с траекторией вращения насосного колеса.
• Рабочая зона под давлением заполняется маслом.  
• Насосное колесо вращается.
• Лопатки насосного захватывают масло.
• Под влиянием центробежной силы масло оказывается на турбинном колесе.
• Масло поступает в реакторе.
• Направление потока жидкости изменяется.
• Масло снова поступает в насосное колесо.

Таким образом, на лицо – замкнутая циркуляция масла.
Плюсы и минусы гидромеханических решений

Гидромеханические решения ценят за широкий диапазон регулирования передаточных чисел, возможность обеспечить бесступенчатое изменение параметров потока энергии, реверсирование, быстрое реагирование на изменение условий эксплуатации, ситуацию на дороге. Предоставляется возможность автоматизировать процесс переключения скоростей, установить полный контроль за фильтрацией крутильных колебаний.

Гидромеханические МТ очень популярны у сельскохозяйственных, коммунальных машин, автопоездов большой проходимости. Решение отлично подходит для передачи мощностного потока от ДВС на привод ведущих мостов.
Распространена установка таких агрегатов и на карьерные самосвалы. Удаётся исключить динамические нагрузки на валы, превышение трения дисков.

Самые популярные и эффективные – гидромеханические автоматические трансмиссии.

Правда, при множестве достоинств, есть у них и недостатки:

• Отношение крутящего момента на ведомом звене по отношению к крутящему моменту на ведущем звене (то есть коэффициент трансформации) достаточно низок (не превышает 3).
• Есть сложности с нарастанием тормозного усилия (эта проблема остро чувствуется при вхождении в режим торможения ДВС.
• Высокая материалоемкость.

Гидравлическая трансмиссия

Вместо сухого трения механических МТ задействован гидротрансформатор. Для передачи крутящего момента применяются планетарные ряды, помогающие создать идеальные условия для реализации широкого спектра передаточных отношений. В том числе, такие решения не боятся сильной вибронагруженности.

Огромные преимущества решения:

• При переключениях передач не происходит разрыва потока мощности.
• Решение отлично обеспечивает передачу крутящегося момента.
• Для плавной работы с передачами не нужно прикладывать ударные усилия.

Но чтобы получить отдачу от агрегата с гидротрансформатором, приходится заботиться о монтаже 
своей гидромуфты для каждой передачи.

Гидростатическая трансмиссия

ГСТ передаёт энергию вращения от ДВС к колесу или шнеку через насос с помощью направления рабочей жидкости к гидромотору. 

Решение чаще всего монтируется на транспорте, если важно обеспечить большое передаточное число. Главные объекты, где устанавливаются МТ такого типа – зерноуборочные комбайны, дорожно-строительные машины, бульдозеры.

ГСТ не препятствует пробуксовке машин на вязких грунтах, а при движении вперед-назад легко обеспечить прямолинейность движения. Даже если отвал бульдозера максимально отпущен, то при медленном продвижении вперёд транспортное средство не глохнет. При работе на бульдозере это особенно ценно.

    
   
ГСТ не отличается высоким уровнем КПД, но ДВС у таких ТМ работает более экономично, если сравнивать с механической трансмиссией.

Электромеханическая трансмиссия

Электромеханическая трансмиссия – это решение с тяговым генератором, тяговым мотором (или несколькими моторами).

Объекты установки:

• cамосвалы большой грузоподъёмности,
• автобусы большой вместимости,
• транспорт высокой проходимости (вездеходы, уборочно-транспортные машины),
• гусеничные трактора,
• многозвеньевые поезда высокой проходимости,
• карьерные самосвалы

Главная особенность – энергия передаётся на генератор и при необходимости может использоваться повторно. Торможение происходит с возвратом энергии. Если монтирована аккумуляторная система, можно производить замедленное движение с отключенным ДВС. В электроэнергию может преобразовываться вся мощь ДВС.

Среди недостатков – внушительные габариты, высокая себестоимость, КПД ниже, нежели у механических систем.

Наиболее частые поломки трансмиссии

• Сильный шум при включении сцепления – «симптом» износа пружин (вилки, демпфера) или возникновение зазора в шлицевом соединении. Чаще всего решение проблемы – замена ведомого диска или пружин, но иногда достаточно просто основательней закрепить пружину вилки.
• Увеличение шума при выключении сцепления – сигнал о износе, повреждении подшипников вала КПП. Как правило, проблема решается заменой подшипника.
• «Смазанное» включение передач. Возникает как ответная реакция на износ многих деталей. Важна детальная диагностика и замена одной или нескольких деталей – пружин фиксаторов, шариков, «сухарей», шестерни, муфты, рычага выбора передач, блокирующих колец синхронизаторов.
• Из коробки передачи течёт масло. Чаще всего проблема – в износе сальников или уплотнительных прокладок, и они нуждаются в замене. Но проблема может быть и в ослаблении крепления картера или его крышек. В этом случае требуется регулировка крепежа (гаек).
• КПП издаёт гул, шум. Такое нередко бывает при недостатке уровня масла в коробке. И здесь важно понять причину утечки масла, устранить ее, а затем восстановить уровень масла до требуемых норм. Кроме того, проблема может быть связана с износом синхронизаторов, подшипников, шестерен. В этом случае требуется их замена.
• При подъёме транспортного средства в гору начинается пробуксовка. Переключение на пониженную передачу начинается раньше времени. Здесь, как и в предыдущем случае, причина чаще всего – падение уровня масла. Но нельзя исключать и одновременный износ манжет поршня и дисков муфты. Это может быть прямым стимулом к их замене.
• Cтук на холостом ходу ДВС. Это свидетельство окончания времени эксплуатации дисков фрикционных муфт. Решить проблему можно только их заменой.

Интерактивное обучение! На базе LCMS ELECTUDE доступен специальный обучающий курс-тренинг и тестовая система проверки знаний «Трансмиссия автомобиля». 

29 учебных модулей – это отличные возможности для того, чтобы изучить устройство, принцип работы разных трансмиссий. Огромное внимание уделяется устройству и сервисному обслуживанию.

Видеообзор интерактивного тренинга «Трансмиссия»

Дополнительную информацию вы всегда можете уточнить в LCMS ELECTUDE. Это не только обширная база знаний для тех, кто постигает транспортные технологии, но и площадка, которая позволяет прокачать навыки посредством симулятора, оценить знания с помощью системы тестов. Платформа отлично подходит для обучения  автодиагностов и автомехаников.

Электрическая трансмиссия

Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)
Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]
8161 0

Электропривод в ступице колеса:
1 – ротор; 2 — фланец статора; 3,4 – планетарная передача; 5 – подшипник; 6 – тормоз; 7 – шина.

Электрическая передача мощности от двигателя к ведущим колесам в легковом автомобиле не применяется. Но она используется в больших автопоездах с несколькими прицепами и всеми ведущими колесами. В этом случае автомобиль-тягач имеет дизель-генераторную силовую установку, а в ступицах всех колес автопоезда размещены тяговые электродвигатели с одноступенчатой или двухступенчатой планетарной передачей. Схема такого ведущего колеса показана на рис. ниже.

Электрическая трансмиссия слишком дорога и тяжела, чтобы ее применять в легковых автомобилях [2]. Но она имеет те же достоинства, что и описанный ранее гидростатический привод. Электрическая трансмиссия типа «Соуседик», применяемая в тяговых железнодорожных вагонах поезда «Словацкая стрела» (ЧССР), работает по схеме, сходной с показанной на рис. выше. Электрическая трансмиссия известна уже давно и применялась на бензиноэлектрическом поезде в первую мировую войну для перевозки артиллерийских орудий.

Опубликовано 21.02.2014

Читайте также

Сноски

1. ↺ Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В. Б. Иванова; Под ред. А. Р. Бенедиктова. — М.: Машиностроение, 1987. — 320 с.: ил.//Стр. 22 — 23 (книга есть в библиотеке сайта). – Прим. icarbio.ru
2. ↺ Однако в настоящее время электрическая трансмиссия, по сути, применяется в последовательных гибридах (часто такие автомобили являются подключаемыми гибридами), когда батарея разряжена и электродвигатель получает энергию непосредственно от ДВС. Например, «Chevrolet Volt». – Прим. icarbio.ru

Комментарии

Трансмиссия электрическая — Энциклопедия по машиностроению XXL

Дальнейшее изложение трансмиссий строительных машин обусловлено особенностями их структуры и содержания, в связи с чем как самостоятельные составные части трансмиссий ниже будут рассмотрены только виды механических передач. Все другие виды трансмиссий (электрические, гидравлические, пневматические) целесообразно рассматривать совместно с системами управления в составе соответствующих приводов.  [c.38]
ЗИС-154 1947 — С несущим цельнометаллическим кузовом, 1 на 60 мест, из которых 36 для сидения двигатель Я АЗ-204 (дизель) трансмиссия, электрическая  [c. 67]

Существенным недостатком такого привода была невозможность регулирования скорости машин-орудий. Исключение представляли некоторые металлообрабатывающие станки, скорость которых регулировалась в ограниченном диапазоне посредством механических устройств, а еще реже—электрическими средствами. Групповой привод не удовлетворял новейшим формам организации производства с применением конвейерных и поточных систем. Тем не менее он продолжал использоваться как в нашей, так и в зарубежной практике, поскольку замена старых трансмиссий одиночным приводом была сопряжена с большими капитальными затратами. Поэтому к началу реконструктивного периода одиночный привод применялся на немногочисленных предприятиях, оборудованных в большинстве иностранными машинами. Установка электродвигателя к каждо-мз исполнительному механизму даже при сохранении ременных или зубчатых передач означала сближение этих двух элементов, упрощала кинематику машин-орудий (рис. 34),  [c.111]

Пусковая нагрузка до 150% нормальной. Незначительные колебания рабочей нагрузки Электрические генераторы, поршневые насосы н компрессоры с тремя и более цилиндрами, вентиляторы и воздуходувки цепные транспортеры элеваторы фрезерные, зубофрезерные, револьверные станки, дисковые пилы для дерева трансмиссии тяжелые грохоты пищевые машины 0,92 0,80 0,66 0,84 0,73 0,60 0,78 0,68 0,56  [c.491]

Выход из положения мог быть найден только в создании новой энергетической базы машинного производства. Такой базой явилась электроэнергетика, широкое использование электрической энергии и электрического привода в машиностроении. Электродвигатель коренным образом изменил процесс приведения в движение рабочих машин, сделал привод машин надежным, удобным и экономичным. Исчезали громоздкие трансмиссии в цехах заводов, намного уменьшались потери энергии в промежуточных передачах, значительно улучшалось использование фабрично-заводских помещений. Переход от универсальных металлорежущих станков к узкоспециализированным и внедрение электрического привода стали наиболее характерными чертами развития машиностроения в последней трети XIX — начале XX в.  [c.17]

Электрические генераторы поршневые насосы и компрессоры с тремя и более цилиндрами вентиляторы и воздуходувки цепные транспортеры, элеваторы станки фрезерные, зубофрезерные, револьверные дисковые пилы для дерева трансмиссии прядильные, бумажные, пищевые и кондитерские машины тяжелые грохоты, вращающиеся печи  [c.514]

Как известно, трансмиссия автомобиля служит для передачи усилия от двигателя к движителю — ведущему колесу автомобиля. За время существования автомобиля было предложено очень много различных типов трансмиссий механических, гидравлических, пневматических, электрических и т. д. Однако вот уже в течение многих лет основным типом трансмиссии автомобиля является механическая трансмиссия.  [c.248]

К сменяемым неремонтопригодным конструктивным элементам машин относятся, например, поршневые кольца двигателей, болты шатунов, решета зерноочистительных машин, уплотнения (сальники), электрические лампочки, большинство шестерен трансмиссии и т. п.  [c.118]

Поток энергии в направлении к маховику и от него контролируется генератором. Скорость вращения маховика зависит от крутящего момента, приложенного генератором, работающим в режиме двигателя, к коронной шестерне планетарной передачи. Момент от генератора, как и механическая энергия, передается через планетарную передачу на выходной вал трансмиссии, а электрическая энергия протекает по якорной цепи генератора и двигателя. Величина и иаправление потока мощности определяются контроллером в соответствии с требованиями водителя. Регулирование осуществляется воздействием на обмотки возбуждения двигателя и генератора. Изменение тока в целях обеих обмоток определяет силу и направление якорного тока.  [c.74]

Часто маховик вместе с электрогенератором помещают в герметичный корпус, а энергию отводят по проводам в виде электрического тока. На этом принципе основаны системы, работающие на маховичных автомобилях и гиробусах. В некоторых из них камера вращения заполняется разреженным водородом для лучшего охлаждения электромашины. Однако КПД электрической передачи в такой схеме невысок, схема тяжела и лишает маховичный привод его большого преимущества — высокой удельной мощности. Несколько лучше в этом отношении гидростатический привод, перспективный для машин с основной гидростатической трансмиссией. Но оба эти привода не  [c.94]

Обычно свое наименование привод получает либо по типу двигателя силовой установки (от карбюраторного двигателя, дизельный), либо по виду используемой энергии внешнего источника (электрический, пневматический), либо по типу трансмиссии (гидравлический, дизель-электрический и т. п.).  [c.24]

Гусеничное ходовое оборудование приводится в движение от ДВС через механическую, гидравлическую или электрическую трансмиссии. В случае механической трансмиссии реализуется схема группового привода, в остальных случаях — схема индивидуального привода. В качестве примера группового привода на рис. 3.4 представлена трансмиссия гусеничного трактора, состоящая из коробки передач 3, главной конической передачи 4, двух (с каждой стороны от главной передачи) бортовых фрикционов (многодисковых фрикционных муфт) 2, двух бортовых редукторов 5 и двух ведущих колес 6.  [c.83]

В гидромеханических передачах вслед за двигателем устанавливают гидротрансформатор (вместо муфты сцепления), автоматически изменяющий скорость движения трактора в зависимости от внешней нагрузки. В гусеничных тракторах с электромеханической трансмиссией движение ведущим звездочкам гусениц сообщается тяговым электродвигателем постоянного тока, питаемым от приводимого двигателем трактора генератора, через бортовые фрикционы и редукторы. Система привода дизель-генера-тор-электродвигатель упрощает кинематическую схему передачи и обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости передвижения в широких пределах. Гидромеханическая и электрическая силовые передачи наиболее полно отвечают режиму работы тракторов с прицепным и навесным оборудованием строительных машин.  [c.119]

В случае электрического привода электродвигатель выбирают по номинальной мощности и режиму работы. Частоты вращения электродвигателя и барабана Ид (см. выше) связаны между собой передаточным отношением трансмиссии  [c. 155]

Ручные перфораторы применяют, главным образом, для образования отверстий в различных материалах. Некоторые модели могут работать в режимах молотка и сверлильной машины. Перфораторы являются импульсно-силовыми машинами со сложным движением рабочего органа — бура, для чего в трансмиссии перфоратора имеются ударный и вращательный механизмы, иногда конструктивно совмещенные. Основными параметрами перфораторов являются энергия и частота ударов. По назначению различают перфораторы для образования неглубоких отверстий (300. .. 500 мм) в материалах с прочностью 40. .. 50 МПа и глубоких отверстий (2000. .. 4000 мм и более) в материалах практически любой прочности (200 МПа и более). По типу привода перфораторы подразделяют на машины с электрическим (электромеханическим и электромагнитным), пневматическим приводом и от двигателей внутреннего сгорания.  [c.343]

Для нарезания резьбы в сквозных и глухих отверстиях применяют резьбонарезные машины с электрическим и пневматическим ротационным двигателями. Эти машины 12 отличаются от сверлильных инструментом, в качестве которого применяют метчики, и реверсивным устройством в трансмиссии, передающей движение от двигателя рабочему органу. На рис. 12.11 представлена кинематическая схема электрической резьбонарезной машины, трансмиссия которой состоит из двух планетарных передач 11-10-9-8 (при неподвижном венцовом колесе 9)и4 — 5 — 2. Шпиндель 7, свободно перемещаемый вдоль оси центрального колеса 2, на внешнем конце имеет патрон для крепления метчика с хвостовиком квадратного сечения, а на внутреннем конце — жестко соединенную с ним двухстороннюю кулачковую полумуфту 6. При нажатии на корпус машины в направлении подачи полумуфта 13, жестко соединенная с венцовым зубчатым колесом 8, входит в зацепление с полумуфтой 6, вследствие чего шпинделю передается от электродвигателя 12 правое вращение (на завинчивание метчика). Для возвратного вращения метчика (на его вывинчивание из резьбового отверстия) в случае нарезания резьбы в сквозных отверстиях корпус машины подают на себя. При этом полумуфта 6, удерживаемая в осевом направлении упирающимся в торцовую поверхность отверстия метчиком, выходит из зацепления с полумуфтой 13 я, при дальнейшей подаче корпуса на себя входит в зацепление с полумуфтой 2, выполненной заодно с центральным зубчатым колесом передачи второй ступени. В результате этих действий шпинделю сообщается левое вращательное движение с более высокой скоростью, и метчик вывинчивается из нарезанной им резьбы. В случае нарезания резьбы в глухих отверстиях ее глубину регулируют упором 3, закрепляя его на корпусе машины винтом 7. При достижении установленной глубины упор приходит в соприкосновение с телом нарезаемой детали, препятствуя дальнейшему перемещению корпуса в осевом направлении, а вращающийся шпиндель с ввинчивающимся в отверстие метчиком перемещается на отверстие, выводя полумуфту 6 из зацепления с полумуфтой 13. Для вращения метчика в обратном направлении поступают так же, как и в случае сквозных отверстий.  [c.348]

Гидропровод с высокомоментным гидродвигателем в механизмах передвижения мостовых кранов имеет следующие преимущества перед электроприводом у него более простая конструкция механической части и электрической схемы отсутствуют редукторы, муфты, трансмиссия, тормоза имеется плавная регулировка скорости без применения электродвигателей с регулируемой частотой вращения возможность бесступенчатого изменения скорости при постоянном моменте на валу гидродвигателя процесс пуска и торможения происходит без динамических нагрузок в упругих звеньях механизма, что благоприятно влияет на работу крана, подкрановых путей и зданий цехов по сравнению с приводом с реостатным регулированием, наиболее распространенным в краностроении, значительно более высокий КПД почти во всем диапазоне регулирования скоростей примерно на 20 % меньшая масса и стоимость.  [c.301]

В Сх. г трансмиссии бульдозера от двигателя О через коробку передач К приводятся передние колеса оо/ и 2. Между двигателем О и коробкой передач /С установлен электрический-, генератор Э, от которого питаются двигатели 01, 02, 03 vi 04, приводящие соответственно лебедку Б подъема от-  [c.181]

Величина fej определяется типом рабочей машины и составляет для машин с весьма малыми разгоняемыми массами (трансмиссии, генераторы электрического тока, малые вентиляторы, центробежные насосы, ротационные воздуходувки) = 1,0  [c.109]

Трансмиссия (приводы) распределяет мощность двигателей по потребителям — ИВ, рулевому винту (РВ), энергетическим системам (гидравлической, электрической, системе теплообмена и т.п.), трансформируя ее в соответствии с потребными крутящими моментами.  [c.11]

Для устранения разности электрических потенциалов менаду основными элементами трансмиссии и связанными с ними элементами вертолета должно быть обеспечено, где возможно, соединение  [c.185]

Конечный выключатель — это аппарат с электрическими контактами, при размыкании которых прерывается цепь электродвигателя и тормозного привода непосредственно или при помощи вспомогательной цепи управления. У кранов с тепловыми двигателями такой аппарат воздействует на органы включения и торможения трансмиссии или управления двигателем.  [c.16]

Легкие трансмиссии и контрприводы ленточные транспортеры, работающие иод крышей при пепылящем грузе мелкие нодяиые и масляные насосы блоки грузоподъемных машнн Металлорежущие станки элеваторы рольганги мелкосортных прокатных станов внутрицеховые конвейеры редукторы со шлифованными зубьями вентиляторы ручные подъемные механизмы краны электрические, работающие при легком режиме буксы вагонеток электрошпиндели Редукторы с фрезерованными зубьями повышенной точности краны электрические, работающие при среднем режиме валки мелкосортных прокатных станов крановые крюки  [c.217]

Намеченные и утвержденные XXIII съездом КПСС перспективы развития народного хозяйства предусматривают широкий и неуклонный рост промышленности. Успешное выполнение этой программы возможно при наличии и создании надежных, высокоэкономичных, высокопроизводительных, автоматизированных и безопасных в эксплуатации машин. Для выполнения указанных требований используются различные передачи, являющиеся звеньями, с помощью которых передается крутящий момент от одного элемента к другому. Существует много типов передач зубчатые, червячные, фрикционные, электрические, электромагнитные, гидрообъемные, гидродинамические. Каждый из типов может быть использован как самостоятельно, так и с другими передачами (зубчатая —фрикционная, зубчатая — гидродинамическая). В различных областях машиностроения все большее применение находят гидродинамические передачи. Они используются в трансмиссиях автомобилей, дорожно-строительных машин, тепловозов, в горнодобывающих, металлургических, судовых, подъемно-транспортных и буровых установках.  [c.3]

Основные направления развития машин. Изучая современные ему машины, К. Маркс писал Всякая развитая совокупность машин состоит из трех существенно различных частей машины-двигателя, передаточного механизма, наконец, машины-орудия или рабочей машины . Для того времени такая совокуп-ноетъ машин> как, например, паровой двигатель, сложная трансмиссия и ряд ткацких станков на текстильной фабрике, определяла уровень развития техники. В дальнейшем с развитием электротехники исходные виды энергии сперва преобразовывали в электрическую энергетические машины, а затем в электродвигателях электроэнергию преобразовывали в механическую, используемую для приведения в движение производственных машин.  [c.273]

Увеличение чисел оборотов первичных двигателей их непосредственное (прямое) соединениэ с генераторами электрическое (а не механическое) распределение энергии и ввиду этого—разукрупнение коренных трансмиссий в пользу индивидуальных приводов с уменьшением мощностей ремённых передач, применяемых в трансмиссионных установках (групповые приводы).  [c.429]

Электрическая трансмиссия (фиг. 57,6) обычно состоит из щунтового генератора  [c.66]

Внедрение электрического привода играло революционизирующую роль в промышленном производстве. Сначала электродвигатели устанавливали для привода отдельных машин и станков большой мощности. Затем в цехах предприятий стали заменять паровую машину, выполнявшую функции центрального привода, электродвигателем. Так создавался групповой электропривод с многочисленными трансмиссиями в цеху. Это неизбежно создавало повышенную опасность при работе и обусловливало тяжелые производственные условия. Трансмиссионные передачи представляли собой систему основных и распределительных валов с насаженными на них шкивами, от которых движение с помощью ремней передавалось на шкивы станков. Вся система получала вращение от мощного центрального двигателя, расположенного в цеху или вне цеха. В течение многих десяти.иетий трансмиссии были важной и неотъемлемой частью большинства машиностроительных, текстильных, пищевых, деревообрабатывающих и других предприятий. От расположения трансмиссионных установок (как при паровом, так и электрическом приводе) зависели технологические процессы, наличие и состав подъемнотранспортных устройств, конструктивные формы заводских помещений.  [c.27]

К 90-м годам централизованное электроснабжение стало определяющим для электрического освещения, но не распространялось на силовое электрооборудование. Электрификация рабочих машин в заводских условиях носила ярко выраженный децентрализованный характер электрифицировали отдельно стоящие крупные машины и механизмы, для которых устанавливали самостоятельные динамомашины. Для приведения в действие группы станков через трансмиссии (крупнотрансмиссионный электропривод) вместо паровой машины устанавливали относительно крупные электродвигатели, питаемые от отдельных генераторов. Опыт приме-  [c.61]

Электромотор освободил вентилятор от связанной с использованием пара групповой ременношкивной трансмиссии и обеспечил возможность ставить его в любой требуемой условиями эксплуатации точке здания. Кроме того, резко возросла эффективность вентиляционных средств, оснащенных электроприводом. Если при паровом приводе напор достигал максимального значения 5—10 мм вод. ст. и производительность не превышала 1700 м /мин, то электрические вентиляционные установки позволили увеличить напор до 100 мм вод. ст. с производительностью до 2800 м /мин.  [c.206]

Шведер Г. Н. Сравнение электрического одиночного и электрического группового привода с механической трансмиссией на заводах с точки зрения их экономичности.— В кн. Труды I Всерос. электротехн. съезда. СПб., 1901, т. 3, с. 181—205.  [c.468]

Возможность легкого и удобного распределения энергии даже в очень незначительных количествах. Так, например, при механическом приводе станочного оборудования фабрики для передачи энергии от основного двигателя (скажем, паровой машины) необходи[мо соорудить громоздкую трансмиссию. При электрическом же приводе те же станка могут получать энергию от отдельных или групповых электромоторов и распределение энергии даже при очень большом количестве потребителей, разбросанных по разным цехам, осуществляется очень экономично и просто.  [c.7]

Трансмиссии могут быть механическими, электрическими, гидравлическими, пневматическими и смешанными. Только в механических и смешанных трансмиссиях на их механических участках механическое движение передается без его преобразования в другие формы энергии. Во всех других случаях вращательное движение выходного вала двигателя силовой установки с помощью электрогенераторов, гидравлических или пневматических насосов преобразуется соответственно в электрическую энергию, энергию движения рабочей жидкости или энергию сжатого воздуха, которая поступает к злектро-, гидро- или пневмодвигателям, повторно преобразующим ее в механическое движение. Все указанные выше преобразователи энергии (механической в иные формы и наоборот) являются составными частями трансмиссий.  [c.24]

Приводы шинноколесного ходового оборудования строительных машин могут иметь механическую, гидравлическую и реже электрическую и комбинированную трансмиссии. В случае механических и гидромеханических трансмиссий ведущие колеса приводятся в движение попарно через дифференциальные механизмы, называемые также сокращенно дифференциалами и обеспечивающие высокие скорости движения без проскальзывания.  [c.86]

Гусеничные краны имеют, как правило, индивидуальный электрический привод с первичным силовым агрегатом — дизелем и элетрогенератором переменного трехфазного тока частотой 50 Гц, напряжением 380 и 220 В, что допускает работу от внешней электросети. Дизель-генератор устанавливают в хвостовой части поворотной платформы. Приводы всех механизмов — грузового, стрелоподъемного, поворотного, ходового и др. — построены по стандартным схемам электродвигатель — тормоз — редуктор — рабочий орган. На кранах малой грузоподъемности, преимущественно изготовленных на базе одноковшовых экскаваторов или из экскаваторных узлов, встречается также дизельный привод с механической или гидравлической трансмиссиями.  [c.175]

Роторные траншейные экскаваторы оборудуют автономной дизельной силовой установкой 1. Для передачи движения исполнительным механизмам (ходовому устройству, ротору, отвальному конвейеру и вспомогательным устройствам для подъема рабочего оборудования и отвальной секции двухсекционного конвейера, установки дополнительных опор) применяют механические, гидромеханические и электрические трансмиссии. Для передвижения на транспортных скоростях обычно используют многоскоростную реверсивную коробку передач базового трактора, а для передвижения на рабочих скоростях к ней подключают ходоуменьшитель, работающий как понижаюший редуктор. В гидромеханическом варианте привод ходового устройства в рабочем режиме обеспечивается гидромотором, питаемым рабочей жидкостью от регулируемого насоса. Эта схема обеспечивает бесступенчатое регулирование скоростей в нескольких диапазонах при совместной работе коробки передач и ходоуменьшителя и позволяет выбирать рациональные скоростные режимы в зависимости от категории разрабатываемых грунтов.  [c.234]

При изучении изнашивания деталей трансмиссии тракторов (игольчатые подшипники карданных передач, шлицевые соединения, зубчатые муфты) С. А. Лапшин экспериментально установил, что наличие высокочастотных составляющих (более 20 Гц) в спектре динамических нагрузок, хотя и не превосходящих 10. .. 20 % средней эксплуатационной нагрузки, приводит к существенному повышению интенсивности изнашивания. Эти данные позволили выдвинуть гипотезу (которая затем была подтверждена экспериментально), что динамические нагрузки, вызывая переменные деформации материала в контакте сопряженных деталей, приводят к появлению переменного потока магнитной индукции в деформируемом слое. Изменение магнитного потока наводит ЭДС индукции в контуре, образованном сопряженными деталями. Электрическое сопротивление между этими деталями, обусловленное свойствами окисных пленок и смазочного материала, приводит к переменной разности потенциалов в зоне контакта, что служит причиной поверхностной активации и развития окислительного изнашивания, схватывания или даже электроэрозионных процессов, существенно снижающих долговечность сопряжения.  [c.115]

В кранах с электрическим приводом эти упоры оборудуйт-ся концевыми выключателями. Для кранов, не имеющих электрического привода, предусматривают специальное устройство для отключения механизма подъема стрелы перед подходом ее к упору. При этом стрела через рычажную систему воздействует на педаль сцепления и отключает двигатель от трансмиссии.  [c.348]

---

11-скоростная электрическая трансмиссия Microshift / Новое железо / Twentysix

Электронная трансмиссия постепенно движется в массы. Решение от Шимано могут себе позволить далеко не все. Срам пока что не представил свою трансмиссию, но она ожидается сначала на топовой линейке. Microshift показывает свой вариант. Разберем его внутри поста.
Итак, недорогая электротрансмиссия. Да, находится на стадии разработки. Но цена пока колеблется в районе, внимание, 425 долларов! Даже если на стадии пост продакшена она поднимется до 600 долларов, это всё равно очень мало по сравнению с конкурентом. Линейка называется eXCD. Если она выйдет, то главным вопросом конечно же будет ее надежность. Пока что обещают запас заряда на 6000 переключений и более 1000 км.

Как вы можете видеть, в переключателе есть усиливающая натяжение муфта как в Шимано и Срам. Внешне это больше напоминает Срамовский Type 2/3. 

Здесь прячется батарейный блок. Определенно, вопрос надежности блока ставится во главу в любой статье. Здесь кабель подключен к двум литий-ионным батарейкам АА. Обычные пальчиковые аккумуляторы, которые не составит труда заменить при желании. Такая конструкция позволяет не использовать дополнительные блоки, где располагался бы аккумулятор. 6000 переключений или 1000 км — это те же показатели Di2. Важный момент, если во время поездки у вас кончится заряд, то переключатель останется в позиции, где он выключился. Обычно это не крайние звезды, хотя не стоит забывать про вариант апхилла и последующего праздника каденса. Хотя давайте быть честными — положить две батарейки в карман определенно не является проблемой. Да хоть на руле/шлеме/раме их закрепить, если индикатор на манетке близок к могиле. 

Да, это прототип, а значит финальное решение будет более ажурным, меньше подвержено камням и не будет производить эффекта колхоза.

А вот и манетка. Понятный индикатор и две небольшие кнопки. Две маленькие кнопки отвечают за настройку и выбор режима работы. Если у вас кончается заряд, можно выбрать сберегающий вариант и постараться доехать до дома. 

Есть один нюанс — система разрабатывается уже 4 года и непонятно, когда она таки будет выпущена. Обнадеживает, что этот прототип полностью рабочий, можно его пощупать, посмотреть, сравнить ощущения с другими системами. Переключение пока что медленное. Реально медленное, это будет заметно на трэйле. Расположение кнопок, по мнению автора статьи, стоит сделать более вертикальным, что бы не было случайных переключений в противоположную сторону. Инжерены говорят, что это связано со слабым аккумулятором и проблема будет решена к выпуску продукта (говорят, ожидается в 2017 году)

Определенно, качество переключения не будет равным Di2, но это не является главной задачей. Если решатся проблемы медленного переключения, что вы выберете — Срам/Шимано за дорого или eXCD за 600 зеленых? Мир электронных переключателей близок как никогда.

Оригинал: pinkbike.com

Электромеханическая трансмиссия карьерного самосвала БелАЗ — НПФ ВЕКТОР

В 2018-м году НПФ «ВЕКТОР» принимала участие в разработке и пусконаладке системы управления для новой электромеханической трансмиссии 90-тонного самосвала БелАЗ. Проект выполнен в кооперации с  ЗАО «ПТФК «ЗТЭО» (изготовление электродвигателей и генераторов),  фирмой «НПП ЦИКЛ+» (разработка и изготовление силовых преобразователей) и университетом МЭИ (разработка тяговых двигателей). На момент написания данного текста самосвал проходит опытную эксплуатацию в угольном разрезе Кемеровской области, готовится к выпуску еще несколько экземпляров машин.

 

 

Выполнение данного проекта подробно описано в нашем блоге на ресурсе Habr в виде трех статей:

 

Технические характеристики разработанной элеткротрансмиссии:

• Номинальная мощность тягового генератора: 750 кВт
• Номинальная мощность тягового электродвигателя: 320 кВт
• Номинальная мощность тормозной резистивной установки: 2х600 кВт
• Номинальная частота вращения тягового генератора: 1900 об/мин
• Максимальный момент на валу тягового электродвигателя: 8490 Нм
• Номинальный КПД тягового генератора: 95%
• Номинальный КПД тягового электродвигателя: 94%
• Охлаждение агрегатов КТЭО: воздушное

Генератор ГСТ-850 – классический синхронный генератор, с двумя трёхфазными обмотками статора, мощностью 850 кВт (режим S6), номинальная – 750 кВт (режим S1). В ГСТ-850 отсутствует обмотка третьей гармоники, поскольку питание обмотки возбуждения (ОВ) осуществляется с помощью преобразователя обмотки возбуждения (ПОВ) напрямую со звена постоянного тока (ЗПТ).

ДВИТ-320 – вентильно-индукторный двигатель с независимым возбуждением, с тремя трёхфазными обмотками статора, мощностью 320 кВт (режим S1), работа с максимальным моментом в диапазоне частот вращения 0…286 об/мин, работа с постоянством мощности на валу — 380…4050 об/мин.

Шкаф управления ШУ Б-90 конструктивно представляет собой три моноблока, размещенных в одном корпусе.

Фотографии оборудования (кликабельны):

 

 

 

 

 

Особенно стоит отметить, что для управления 9-ти фазным тяговым вентильно-индукторным двигателем используется отечественный микроконтроллер К1921ВК01Т.

НПФ «ВЕКТОР» в данном проекте производила разработку контроллеров, алгоритмов управления, ПО контроллеров, диагностического ПО компьютера, а также сопровождение испытаний и пусконаладку оборудования на объекте заказчика.

Работы были выполнены в кратчайшие по меркам такого проекта сроки — за два года.

Основы системы передачи электроэнергии

Электроэнергетика Основы системы передачи электроэнергии

21.04.2020 Автор / Редактор: Люк Джеймс / Erika Granath

Передача электроэнергии включает в себя массовое перемещение электроэнергии от генерирующей площадки, такой как электростанция или электростанция, на электрическую подстанцию, где напряжение преобразуется и распределяется между потребителями или другими подстанциями.

Связанные компании

Технологии передачи и распределения электроэнергии (T&D) включают компоненты, используемые для передачи и распределения электроэнергии от объектов генерации до конечных пользователей.

(Источник: Unsplash)

Взаимосвязанные линии, по которым передается электроэнергия, известны как «передающая сеть», и они образуют систему передачи электроэнергии или, как это более широко известно, энергосистему.

Первичная передача

Базовое представление энергосистемы с передачей, выделенной синим цветом.

(Источник: Solo Nunoo через ResearchGate)

Когда она вырабатывается на электростанции, электрическая энергия обычно находится в диапазоне от 11 кВ до 33 кВ. Перед отправкой в ​​распределительные центры по линиям электропередачи он повышается с помощью трансформатора до уровня напряжения, который может находиться в диапазоне от 100 кВ до 700 кВ или более, в зависимости от расстояния, на которое оно должно быть передано; чем больше расстояние, тем выше уровень напряжения.

Причина, по которой электрическая мощность повышается до этих уровней напряжения, состоит в том, чтобы сделать ее более эффективной за счет уменьшения потерь I2R, которые имеют место при передаче энергии. Когда напряжение повышается, ток уменьшается относительно напряжения, так что мощность остается постоянной, тем самым уменьшая эти потери I2R.

Этот этап известен как первичная передача — передача большого количества электроэнергии от начальной генерирующей станции к подстанции по воздушным линиям электропередачи.В некоторых странах подземные кабели также используются в случаях, когда передача осуществляется на более короткие расстояния.

Вторичная передача

Когда электроэнергия достигает приемной станции, напряжение понижается до значения обычно от 33 кВ до 66 кВ . Затем она отправляется на линии передачи, выходящие из этой приемной станции, на электрические подстанции, расположенные ближе к «центрам нагрузки», таким как города, деревни и городские районы. Этот процесс известен как вторичная передача.

Когда электроэнергия достигает подстанции, она еще раз понижается понижающим трансформатором до напряжений, близких к тому, при котором он был сгенерирован — обычно около 11 кВ.Отсюда фаза передачи переходит в фазу распределения, и электроэнергия используется для удовлетворения спроса первичных и вторичных потребителей.

Следуйте за нами в LinkedIn

Вам понравилось читать эту статью? Тогда подпишитесь на нас в LinkedIn и будьте в курсе последних событий в отрасли, продуктов и приложений, инструментов и программного обеспечения, а также исследований и разработок.

Следуйте за нами здесь!

(ID: 46489228)

Электропередача — Энергетическое образование

Рисунок 1.Линии электропередачи высокого напряжения используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. ^[1]

Передача электроэнергии — это процесс доставки произведенной электроэнергии — обычно на большие расстояния — в распределительную сеть, расположенную в населенных пунктах. ^[2] Важной частью этого процесса являются трансформаторы, которые используются для повышения уровня напряжения, чтобы сделать возможной передачу на большие расстояния. ^[2]

Система электропередачи в сочетании с электростанциями, системами распределения и подстанциями образует так называемую электрическую сеть .Сеть удовлетворяет потребности общества в электроэнергии и является тем, что передает электроэнергию от ее генерации до конечного использования. Поскольку электростанции чаще всего расположены за пределами густонаселенных районов, система передачи должна быть довольно большой.

Линии электропередач

Линии электропередачи или линии передачи, такие как показанные на Рисунке 1, транспортируют электроэнергию с места на место. Обычно это электричество переменного тока, поэтому повышающие трансформаторы могут повышать напряжение. Это повышенное напряжение обеспечивает эффективную передачу на расстояние 500 и менее километров.Есть 3 типа линий: ^[3]

• Воздушные линии имеют очень высокое напряжение, от 100 кВ до 800 кВ, и обеспечивают большую часть передачи на большие расстояния. Они должны быть высокого напряжения, чтобы минимизировать потери мощности на сопротивление.
• Подземные линии используются для транспортировки электроэнергии через населенные пункты, под водой или почти везде, где нельзя использовать воздушные линии. Они менее распространены, чем воздушные линии из-за потерь, связанных с теплом, и более высокой стоимости.2 \ times R [/ математика]

  где

  • [math] I [/ math] — ток в амперах
  • [math] R [/ math] — сопротивление в Ом.

  Выше было упомянуто, что линии высокого напряжения уменьшают эту потерянную мощность. Этот факт можно объяснить, посмотрев на передаваемую мощность, [математически] P_ {trans} = I \ times V [/ math]. По мере увеличения напряжения ток должен пропорционально уменьшаться, поскольку мощность остается постоянной. Например, если напряжение увеличивается в 100 раз, ток должен уменьшиться в 100 раз, и результирующая потеря мощности будет уменьшена на 100 ² = 10000.Однако есть предел, заключающийся в том, что при чрезвычайно высоких напряжениях (2000 кВ) электричество начинает разряжаться, что приводит к большим потерям. ^[3] В передачах и электроэнергии в США, по оценкам EIA, около 6% электроэнергии теряется. ^[5]

  Для дальнейшего чтения

  Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

  Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: http: // commons.wikimedia.org/wiki/File:Ligne_haute-tension.jpg
  2. ↑ ^{2,0 2,1} Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Передача и распределение энергии: обзор» в Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, глава 25, сек. .1, стр 1095-1097
  3. ↑ ^{3,0 3,1 3,2} Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Линии передачи и подстанции» в Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, гл.25, сек. 3, с. 1102-1104
  4. ↑ EIA, Canada Week: Интегрированная электрическая сеть повышает надежность в США, Канада [Online], Доступно: http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=8930
  5. ↑ EIA. (27 мая 2015 г.). Потери электроэнергии [Онлайн]. Доступно: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=105&t=3

  Об электрической передаче | Коробка передач PSEG

  Что такое трансмиссия?

  Передача относится к высоковольтным проводам и сетям, по которым электроэнергия в больших количествах проходит через штаты и регионы — от электростанций, где она производится, до распределительных сетей, которые доставляют ее в дома и на предприятия.Передача подобна автомагистралям между штатами нашего региона, а система распределения похожа на наши местные дороги.

  В первые годы 20 века большинство электростанций располагалось в непосредственной близости от места потребления электроэнергии — как правило, в городских районах. По мере роста населения и экономики передача на большие расстояния привела к экономии за счет масштабов производства электроэнергии, снижению затрат и повышению надежности. Взаимосвязанные передающие электрические сети создали альтернативные пути передачи электроэнергии и позволили электроэнергетическим компаниям покупать и продавать электроэнергию друг у друга и у других поставщиков электроэнергии.

  Кто владеет и управляет электросетью?

  Многие организации и предприятия участвуют в владении и эксплуатации частей сети. Из примерно 200 000 кольцевых миль высоковольтных линий электропередач в Северной Америке около двух третей принадлежит и эксплуатируется коммунальными предприятиями, принадлежащими инвесторам. Оставшаяся треть принадлежит и управляется федеральными маркетинговыми агентствами; кооперативы; муниципальные, государственные и провинциальные органы власти и другие субъекты.

  Для обеспечения надзора за передачей электроэнергии и обеспечения надежности в 1968 году была создана Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC).В состав НКРЭ входят электроэнергетические компании и участники рынка из всех сегментов отрасли, работающие в 10 региональных советах по надежности в континентальной части США, Канаде и северной Мексике. В некоторых частях страны также существуют региональные передающие организации (RTO) или независимые системные операторы (ISO), которые координируют планирование, операции и надзор за надежностью. RTO хорошо зарекомендовали себя на северо-востоке — ярким примером является 80-летняя компания PJM Interconnection.

  Как это повлияет на меня?

  Если вы живете или работаете в Нью-Джерси, электроэнергия, которую вы используете дома или на работе, поступает от местной коммунальной службы, которая является частью PJM Interconnection.Эта система простирается от Нью-Джерси до районов Иллинойса на западе и Северной Каролины на юге. Обслуживает около 51 миллиона потребителей.

  В северо-восточной и среднеатлантической областях PJM Interconnection представляет собой эффективную рабочую модель полностью функционирующего RTO в действии. Из центрального диспетчерского пункта PJM координирует движение и надежность системы электроснабжения в 13 штатах и ​​округе Колумбия.

  Какие факторы определяют надежность?

  Надежность электрической системы зависит от двух основных факторов: адекватности системы и безопасности.Адекватность — это способность системы удовлетворять потребности всех клиентов в любое время, включая пиковые нагрузки, с учетом необходимости технического обслуживания объекта. Адекватность означает наличие безопасных и доступных поставок топлива и сильной, хорошо функционирующей инфраструктуры, включая генерирующие станции, способные удовлетворить спрос потребителей (с достаточной резервной маржой), а также системы передачи и распределения для перемещения электроэнергии и ее доставки в нужное место. это нужно потребителям. Это влечет за собой долгосрочное видение потребностей системы.

  Безопасность включает в себя различные средства защиты, которые обеспечивают бесперебойную работу системы, снижая и сводя к минимуму ее уязвимость и позволяя ей реагировать на чрезвычайные ситуации. Это влечет за собой поминутное представление потребностей системы.

  Как это работает

  Видео: Обзор электросети Посмотреть ВИДЕО от PJM.

  Система передачи

  Большая часть электроэнергии не хранится, а производится и передается в соответствии с потребностями.Линии электропередачи представляют собой электрические провода высокого напряжения, по которым передается 138 000, 230 000 или 500 000 вольт электроэнергии. Они натянуты на большие расстояния и предназначены для передачи большого количества энергии на обширные территории. Линии электропередачи обычно строятся на металлических опорах, расположенных в пределах полосы отвода на сервитутах PSE&G и на земле, принадлежащей компании.

  Линии передачи состоят из:

  • Проводники (силовые кабели и провода системы сгруппированы по три)
  • Конструкции воздушных линий электропередачи (опоры или опоры, поддерживающие проводники и разделяющие провода)
  • Изоляторы (от которых подвешиваются провода к конструкциям)

  Проводники электрически изолированы друг от друга, а также от поддерживающих их передающих конструкций.Первоочередной задачей при проектировании линий передачи является необходимость минимизировать падение напряжения на больших расстояниях. Чем выше напряжение, тем больше требуется изоляция между проводниками и землей.

  Воздушные провода состоят из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий, и спроектированы таким образом, чтобы выдерживать погодные, механические и электрические нагрузки. Конструкции линий электропередачи обычно представляют собой решетчатые или полюсные конструкции из металла, но при определенных обстоятельствах можно использовать и дерево.Решетчатые башни построены под металлическим уголком, скрепленным поперечными связями, обычно с четырьмя опорами на широко расставленном основании, которое сужается к широкой горизонтальной поперечине или более узкой более высокой клетке с вертикальными рычагами.

  Изоляторы, отделяющие проводники от конструкции, обычно состоят из фарфора, стекла или синтетического материала и прикрепляются к конструкции. Изоляторы используются для поддержания необходимого расстояния между проводниками (проводами) и конструкцией передачи.

  Электроэнергия затем преобразуется путем снижения напряжения на подстанции для снабжения линий, которые распределяют мощность между потребителями или конечным пользователем.

  Контактная информация трансмиссии

  Сеть передачи находится под надзором руководителя передачи управления растительностью.

  Руководитель передачи — Управление растительностью
  Ричард Арнольд
  Телефон: 732-425-0297
  Электронная почта: [email protected]

  Менеджер по передаче — Управление растительностью
  Брайан Хартел
  Телефон: 732-289-5292
  Электронная почта: [email protected]

  Полоса отвода

  Деревья, расположенные вдоль полосы отвода PSE&G и вблизи линий электропередач, представляют опасность для надежности электросети, жизни наших сотрудников и безопасности населения.

  Дерево в непосредственной близости от линии электропередачи может закоротить линию, что вызовет прохождение опасного электрического тока через землю в подземные провода и кабели. Это может вызвать серьезную ситуацию, которая может нанести значительный материальный ущерб и создать множество проблем с безопасностью.

  Отказ на линии электропередачи может повлиять на сотни тысяч клиентов. PSE&G активно обслуживает территорию вокруг линий электропередачи.

  Совет по коммунальным предприятиям штата Нью-Джерси («BPU») сделал уход за растительностью одним из основных приоритетов после отключения электроэнергии 14 августа 2003 года. Недавние правила ухода за деревьями требуют, чтобы в приграничной зоне использовался комплексный подход к управлению растительностью. Это позволит в большинстве случаев сохранить в этой зоне низкорослые совместимые виды.

  Правила также требуют, чтобы разрешалось оставаться только растительности ниже 3 футов высотой, расположенной под проводом передачи (также известным как зона проводов).

  Что следует помнить:

  • На полосе отвода нельзя располагать здания, бассейны, террасы, навесы, сараи, гаражи, заборы или любые другие сооружения.
  • Под полосой отвода не разрешается размещать осветительные приборы.
  • Септические системы и колодцы не могут быть расположены в полосе отвода.
  • Запрещается вешать или прикреплять какие-либо материалы к Башням с полосой отвода или любым другим сооружениям с полосой отвода.
  • Все дороги или тропы, разрешающие доступ к сооружениям с полосой отвода, должны быть свободными и беспрепятственными.
  • Раскопки возле передающих сооружений запрещены без надлежащего разрешения от PSE&G.
  • Такие виды деятельности, как запуск воздушных змеев и полеты на авиамоделях, запрещены на полосе отвода или рядом с ней.

  Как работают коробки передач | Американская трансмиссионная компания

  Электроэнергия доставляется в дома, школы, больницы, предприятия и промышленность через интегрированную систему генерирующих станций, линий электропередач и подстанций.Линии передачи, которые состоят из тяжелых кабелей, натянутых между высокими башнями, переносят электроэнергию оттуда, где она вырабатывается, в районы, где она необходима. Сеть передачи позволяет передавать большие объемы энергии на большие расстояния.

  Как электричество подается в ваш дом:

  Электроэнергия вырабатывается коммунальными предприятиями и другими производителями энергии на различных типах электростанций, ветряных и солнечных электростанциях. Электроэнергия «повышается» или преобразуется в более высокое напряжение на подстанциях до того, как она попадает в сеть высоковольтных линий электропередачи.Электроэнергия из передающей сети снижается до более низкого напряжения на подстанциях, а затем электрические распределительные компании подают электроэнергию в дома и предприятия.

  Поколение

  Электроэнергия вырабатывается на различных типах электростанций, ветряных и солнечных электростанций коммунальными предприятиями и независимыми производителями энергии.

  Трансмиссия

  Являясь жизненно важным звеном между производством и потреблением энергии, линии электропередачи несут электричество высокого напряжения на большие расстояния от электростанций до населенных пунктов.Это то, что делает ATC.

  Распределение

  Электроэнергия по линиям электропередачи снижена до более низких напряжений на подстанции. Затем распределительные компании приносят электроэнергию на ваше рабочее место и дом.

  Межсоединения обеспечивают надежность

  Поскольку электроэнергию нельзя хранить, ее необходимо генерировать, передавать и распределять в тот момент, когда это необходимо. Сеть передачи высокого напряжения является жизненно важным связующим звеном между электростанциями, производящими электроэнергию, и людьми, которые в ней нуждаются.

  В первые дни электрификации электростанции были небольшими и вырабатывали электричество для непосредственных районов. По мере роста спроса на электроэнергию коммунальные предприятия строили более крупные и более эффективные электростанции и разрабатывали системы передачи для передачи энергии на большие расстояния большему количеству потребителей на более обширных территориях.

  Для повышения эффективности и надежности были подключены региональные передающие системы, позволяющие перетекать электроэнергию из одного региона в другой, что также снизило затраты за счет предоставления большего количества путей, по которым могла бы протекать основная поставка электроэнергии.Сегодняшняя «сеть» передачи электроэнергии отражает этот региональный подход к оптовой транспортировке электроэнергии.

  Планирование передачи электроэнергии в штате Миннесота

  Как работает система электропередачи Типовые конструкции линий электропередачи • Как надежное электричество дойдет до вас Линии передачи представляют собой комплекты провода, называемые проводниками, по которым передается электроэнергия от генерирующих установок. к подстанциям, которые поставляют электроэнергию потребителям.На электростанции электроэнергия «повышена» до нескольких тысяч вольт трансформатором и доставлен в ЛЭП. На многочисленных подстанциях в системе передачи трансформаторы выходят из строя мощность к более низкому напряжению и доставить его к распределительным линиям. Распределение Линии передают электроэнергию на фермы, дома и предприятия. Тип трансмиссии конструкции, используемые для любого проекта, определяются характеристиками трасса линии электропередачи, включая рельеф и существующую инфраструктуру. Типовые конструкции линий электропередачи • Высоковольтные (230 кВ, 345 кВ, 400 кВ (постоянный ток), 500 кВ (постоянный ток): Сейчас в Миннесоте высоковольтная система обычно состоит из 230 кВ. и 345 кВ. Также есть две линии постоянного тока (DC), одна 400 кВ и один на 500 кВ. Конструкции обычно представляют собой стальные решетчатые башни, деревянные H-образные рамы. или однополюсная сталь. (фото каждого ниже). • Нижний системы передачи напряжения: Системы 161 кВ и 115 кВ отвечают за передачу мощности от более крупная система передачи и генерирующий объект на всей территории государственный. Некоторые крупные промышленные потребители могут обслуживаться напрямую от 161 кВ. и системы 115 кВ. Конструкции на 161 и 115 кВ, как правило, однополюсные. строения от 70 до 95 футов высотой. Системы от 69 кВ до 23 кВ передают мощность на распределительные подстанции.Они также обеспечивают связь с некоторыми из более удаленных и малонаселенных районы в Большой Миннесоте. Многие мелкие и сельские промышленные потребители получают питание напрямую от этих систем. Конструкции обычно представляют собой однополюсные башни, построенные из дерева. или стальной и колеблется от 50 до 70 футов в высоту. Трансмиссия Номинальное напряжение: +/- 400 кВ HVDC Тип: Башня Типичная высота башни: 145–180 футов Типичная ширина полосы отвода: 160–180 футов Трансмиссия Номинальное напряжение: 500 кВ Тип: Башня Типичная высота башни: 90-150 футов Типичная ширина полосы отвода: 160-200 футов Трансмиссия Номинальное напряжение: 345 кВ Тип: Double Ckt Pole Типичная высота мачты: 115–150 футов Типичная ширина полосы отвода: 140–160 футов Трансмиссия Номинальное напряжение: 230 кВ Тип: H-образная рама Типичная высота башни: 60-90 футов Типичная ширина полосы отвода: 100-160 футов Трансмиссия Номинальное напряжение: 161 кВ Тип: Однополюсный Типичная высота мачты: 70-95 футов Типичная ширина полосы отвода: 100-150 футов Трансмиссия Номинальное напряжение: 115 кВ Тип: Однополюсный Типичная высота мачты: 55-80 футов Типичная ширина полосы отвода: 90-130 футов Трансмиссия Номинальное напряжение: 69 кВ Тип: Однополюсный Типичная высота мачты: 50-70 футов Типичная ширина полосы отвода: 70-100 футов Как надежная электроэнергия доходит до вас Кооперативы по производству и передаче электроэнергии (G&T), подобно Great River Energy, эксплуатируют объекты по производству электроэнергии.В паре электростанции, топливо (уголь, атомная энергия или биомасса) нагревает воду до производить пар и приводить в движение турбину. В турбине внутреннего сгорания топливо (газ или масло) сжигается, а горячий газ приводит в движение турбину. Ветровая гидро- и солнечная другие формы производителей энергии. Высоковольтные линии передачи Трансформаторы на электростанции повышают напряжение до напряжения передачи (69 кВ, 115 кВ, 230 кВ, 500 кВ, 765 кВ), поэтому он может перемещаться на большие расстояния по высоковольтным линиям электропередачи.G&T эксплуатируют эти линии, которые переносят электроэнергию от генерирующие станции к местам использования электроэнергии. ПОДСТАНЦИЯ ПЕРЕДАЧИ Трансформаторы снижают электрическую энергию до более низкого напряжения (69 кВ, 34 кВ) что делает его пригодным для доставки больших объемов на короткие расстояния. МЕСТНАЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ПОДСТАНЦИЯ Трансформаторы снижают электрическую энергию до более низкого напряжения (69 кВ, 34 кВ) что делает его пригодным для доставки больших объемов на короткие расстояния. Крупный промышленный пользователь В большинстве отраслей требуется от 2400 до 4160 вольт для работы тяжелого оборудования.Обычно у них на объекте есть собственная подстанция. Распределение Линии Линии местных электрических кооперативов несут электричество к трансформаторам которые снижают уровни мощности до 120/240 или 120/208 вольт для использования в школах, фермы, малые предприятия и дома.

  Объекты передачи и передачи электроэнергии

  Объекты передачи и передачи электроэнергии Передача электроэнергии — это процесс транспортировки электроэнергии к потребителям на большие расстояния.Для некоторых новых солнечных электростанций могут потребоваться новые объекты передачи электроэнергии. Электротрансмиссия Передача электроэнергии — это процесс, при котором большие объемы электроэнергии, произведенной на электростанциях, таких как промышленные солнечные установки, транспортируются на большие расстояния для последующего использования потребителями. В Северной Америке электроэнергия отправляется с электростанций в сеть электропередач Северной Америки , обширную сеть линий электропередач и связанные с ними объекты в Соединенных Штатах, Канаде и Мексике.Из-за большого количества потребляемой мощности и свойств электричества передача обычно происходит при высоком напряжении (69 кВ или выше). Электроэнергия обычно поставляется на подстанцию ​​ вблизи населенного пункта. На подстанции электричество высокого напряжения преобразуется в более низкое напряжение, подходящее для использования потребителями, а затем доставляется конечным пользователям по (относительно) низковольтным линиям распределения электроэнергии. Для недавно построенных солнечных электростанций , если бы не было подходящих объектов передачи, потребовались бы новые линии передачи и связанные с ними объекты.Строительство, эксплуатация и вывод из эксплуатации высоковольтных линий электропередачи и связанных с ними объектов создадут ряд экологических воздействий. Тип и величина воздействий, связанных со строительством, эксплуатацией и выводом из эксплуатации линии электропередачи, будут варьироваться в зависимости от типа и размера линии, а также от длины линии электропередачи и множества других факторов, специфичных для площадки. К основным узлам высоковольтных линий электропередачи и сопутствующим объектам относятся: Передаточные башни Башни передачи являются наиболее заметным компонентом системы передачи энергии.Их функция состоит в том, чтобы изолировать проводники высокого напряжения (линии электропередач) от окружающей среды и друг от друга. Существуют различные конструкции башен, которые обычно используют открытую решетку или монополь, но обычно они очень высокие (башня на 500 кв может иметь высоту 150 футов с поперечинами шириной до 100 футов), металлические конструкции. Передаточные башни Нажмите для увеличения Проводники (линии электропередач) Проводники — это линии электропередач , по которым электроэнергия подается в сеть и через нее к потребителям.Как правило, на опору для каждой электрической цепи натянуто несколько проводов. Проводники состоят в основном из скрученных металлических жил, но более новые проводники могут включать керамические волокна в матрицу из алюминия для дополнительной прочности при меньшем весе. Подстанции Очень высокие напряжения, используемые для передачи электроэнергии, преобразуются в более низкие напряжения для использования потребителями на подстанциях . Подстанции различаются по размеру и конфигурации, но могут занимать несколько акров; они очищены от растительности и обычно засыпаны гравием.Обычно они огорожены, и к ним ведет постоянная подъездная дорога. Как правило, подстанции включают в себя множество конструкций, проводов, ограждений, освещения и других элементов, которые создают «промышленный» вид. Подстанция Увеличить Щелкните фото ниже, чтобы просмотреть интерактивную панораму. Подстанция фотоэлектрического объекта — интерактивная панорама. Источник: Аргоннская национальная лаборатория Право проезда (полосы отвода) Полоса отчуждения для коридора электропередачи включает земли, зарезервированные для линии электропередачи и связанных с ней объектов , необходимых для облегчения технического обслуживания и предотвращения риска пожаров и других аварий.Он обеспечивает запас прочности между высоковольтными линиями и окружающими конструкциями и растительностью. Некоторая расчистка растительности может потребоваться по соображениям безопасности и / или доступа. Полоса отвода обычно состоит из местной растительности или растений, выбранных по благоприятным моделям роста (медленный рост и низкая зрелая высота). Однако в некоторых случаях подъездные дороги составляют часть полосы отвода и обеспечивают более удобный доступ для автомобилей для ремонта и инспекции. Ширина полосы отвода изменяется в зависимости от номинального напряжения линии от 50 футов.примерно до 175 футов или более для линий 500 кВ. РЯД трансмиссии Нажмите для увеличения Подъездные пути Маршруты доступа к сооружениям линий электропередачи как для строительства, так и для обслуживания линий обычно требуются и могут быть мощеными или гравийными. Для строительства подъездной дороги может потребоваться очистка от растительности и / или реконструкция земли. Дополнительные временные дороги также могут потребоваться на этапах строительства и вывода из эксплуатации проекта линии электропередачи. Для получения дополнительной информации Более подробная информация об электрической передаче и подробные описания компонентов передающего устройства представлены в следующем техническом отчете.

  Как работают линии электропередачи? — Практическая инженерия

  В прошлом электростанции могли обслуживать только свои локальные районы. У электричества не было большого расстояния между тем, где оно было создано, и тем, где оно использовалось. С тех пор все изменилось, и большинство из нас получает электроэнергию из сети, огромных взаимосвязанных областей производителей и потребителей электроэнергии.По мере того как электростанции становились все больше и дальше от населенных пунктов, потребность в способах эффективного перемещения электроэнергии на большие расстояния становилась все более и более важной. Проложить линии электропередач через ландшафт для подключения городов к электростанциям может показаться таким же простым, как подключение удлинителя к розетке, но инженерия, стоящая за этими электрическими супермагистралями, более сложна и увлекательна, чем вы думаете. Привет, я Грейди, и это практическая инженерия. В сегодняшнем выпуске мы говорим о линиях электропередачи.

  Производство электроэнергии — это серьезная задача, зачастую сложный производственный процесс, требующий огромных капитальных вложений и текущих затрат на эксплуатацию, техническое обслуживание и топливо. Электроэнергетические компании получают доход только от электроэнергии, которая поступает к вашему счетчику. Им не компенсируют потерю энергии в сети. Поэтому, если мы собираемся заняться производством электроэнергии, мы хотим убедиться, что как можно больше ее действительно достигает потребителей, для которых она предназначена. Проблема в том, что большинство электростанций обычно расположены далеко от населенных пунктов по разным причинам: земля в сельской местности дешевле, для многих электростанций требуются большие водоемы-охладители, а большинство людей не любят жить рядом с крупными промышленными объектами.Это означает, что огромное количество электроэнергии необходимо транспортировать на большие расстояния от того места, где она создается, туда, где она используется.

  Линии электропередач — очевидное решение этой проблемы, и, конечно же, протягивание проводов (обычно называемых проводниками специалистами в области энергетики) по обширным просторам сельской местности — это, в общем, способ транспортировки электроэнергии в больших объемах. Но если мы хотим, чтобы этот транспорт был эффективным, нужно учесть еще кое-что. Даже хорошие проводники, такие как алюминий и медь, имеют некоторое сопротивление прохождению электрического тока.Вы даже можете увидеть это дома. Мы можем измерить небольшое падение напряжения, когда фен подключен непосредственно к розетке и включен. Попробовав это снова на конце длинного удлинителя, падение напряжения будет гораздо более значительным. Эта разница в мощности представляет собой потерю энергии в виде тепла из-за сопротивления удлинителя. На самом деле, эту потерянную силу довольно легко вычислить, если вы хотите немного заняться алгеброй (а я всегда этим занимаюсь).

  Электрическая мощность — это произведение тока (то есть расхода электрического заряда) и напряжения (то есть разницы в электрическом потенциале).Для простого проводника мы можем использовать закон Ома, чтобы показать, что падение напряжения от одного конца провода к другому равно величине тока, умноженной на сопротивление провода, измеренное в омах. Подставляя это соотношение в, мы обнаруживаем, что потери мощности равны произведению квадрата тока и сопротивления. Итак, если мы хотим уменьшить потери в линии электропередач, у нас есть две переменные, с которыми можно поиграть. Мы можем уменьшить сопротивление проводника, увеличив его размер или используя более проводящий материал, но посмотрите, что имеет еще большее значение: член в квадрате.Уменьшение тока наполовину сократит потерянную мощность до одной четвертой и так далее. Возвращаясь к закону Ома, мы видим, что единственный способ уменьшить ток и при этом получить то же количество мощности — это увеличить напряжение. Итак, вот что мы делаем. Трансформаторы на электростанциях повышают напряжение до 100 000 вольт, а иногда и намного выше, прежде чем отправлять электроэнергию по линиям электропередачи. Это снижает ток в линиях, уменьшая потери энергии и гарантируя, что как можно больше мощности будет доставлено потребителям на другом конце.

  Эта простая демонстрация иллюстрирует концепцию. Если я попытаюсь включить фен с помощью этих тонких проводов, он не сработает. Слишком большой ток, необходимый для питания сушилки. Он создает столько тепла, что провода полностью оплавляются. Это тепло представляет собой потерянную энергию. Но если я сначала увеличу напряжение с помощью этого трансформатора и верну его обратно на другую сторону тонких проводников, у них не будет проблем с передачей энергии, необходимой для работы сушилки. Мы заменили высокий ток высоким напряжением, что позволило проводникам более эффективно переносить мощность.Мы также сделали вещи намного более опасными. Вы можете думать о напряжении как о желании течь электричества. Высокое напряжение означает, что мощность действительно хочет двигаться и даже найдет способ протекать через материалы, которые мы обычно считаем непроводящими, например, воздух. Инженеры, проектирующие линии передачи высокого напряжения, должны убедиться, что эти линии защищены от искрения и других опасностей, связанных с высоким напряжением.

  На большинстве линий электропередач на большие расстояния не используется изоляция вокруг самих проводов.Таким образом, изоляция должна быть настолько толстой, что это не будет рентабельно. Вместо этого большая часть изоляции поступает из воздушных зазоров или просто размещает все достаточно далеко друг от друга. Башни и пилоны передачи действительно высоки, чтобы предотвратить случайное приближение кого-либо или любого транспортного средства на земле к проводникам и возникновению дуги. Электроэнергия передается в трех фазах, поэтому вы увидите большинство проводников передачи в группах по три. Каждая фаза расположена достаточно далеко от двух других, чтобы избежать дуги между фазами.Проводники подключены к каждой опоре через длинные изоляторы, чтобы обеспечить достаточное расстояние между линиями под напряжением и заземленными опорами. Эти изоляторы обычно изготавливаются из керамических дисков, поэтому, если они намокнут, утечка электричества должна занять гораздо более длительный путь к земле. Эти диски в некоторой степени стандартизированы, поэтому это простой способ получить приблизительное представление о напряжении в линии передачи. Просто умножьте количество дисков на 15. Например, на этой линии возле моего дома по 9 дисков на каждом изоляторе, и я знаю, что это линия 138 киловольт.Вы также часто будете видеть более мелкие проводники, проходящие вдоль верхней части линий электропередачи. Эти статические или экранированные провода не пропускают ток. Они нужны для защиты основных проводов от ударов молнии.

  Высокое напряжение — не единственная проблема проектирования, связанная с линиями электропередачи. Сам по себе выбор проводников — это тщательный баланс силы, сопротивления и других факторов. Линии передачи настолько длинные, что даже незначительное изменение размера или материала проводника может существенно повлиять на общую стоимость.Проводники оцениваются по тому, какой ток они могут пропускать при заданном повышении температуры. Эти линии могут сильно нагреваться и провисать во время пикового потребления электроэнергии, что может вызвать проблемы, если ветви деревьев расположены слишком близко. Ветер также может повлиять на проводники, вызывая колебания, которые приводят к повреждению или выходу материала из строя. Вы часто будете видеть эти небольшие устройства, называемые амортизаторами моста, которые поглощают часть энергии ветра. Линии передачи высокого напряжения также генерируют магнитные поля, которые могут наводить токи в параллельных проводниках, таких как заборы, и мешать работе магнитных устройств, поэтому высота опор иногда устанавливается так, чтобы минимизировать ЭДС на краю полосы отвода.В некоторых случаях инженерам даже необходимо учитывать слышимый шум линий электропередачи, чтобы не беспокоить жителей поблизости.

  Даже с учетом всех этих соображений, классическая модель энергосистемы с централизованной генерацией вдали от населенных пунктов меняется. Стоимость солнечных панелей продолжает снижаться, что упрощает и упрощает производство части или всей электроэнергии, которую вы используете в своем собственном доме или на предприятии, и даже экспорт излишков энергии обратно в сеть. Этот тип локальной генерации происходит на распределительной стороне сети, часто полностью пропуская большие линии передачи.

  No related posts.