Villamos hajók k hajtási rendszere

Átírás

1 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon e-mobiliás a Balaonon Az elmúl időszakban a Balaonon is megjelenek a különböző elekromos meghajású hajók. Tekinsük á ezek hajási rendszerének a felépíésé és működésé. Villamos hajók k hajási rendszere Dr. TARNIK Isván okl. villamosmérnök Balaonfenyves 2017 szepember Villamos energia Akkuelep Hálóza Akkumuláorelep Sb. Veszeségi energia Visszaáplál energia Fékezés Hajás Vezérlés Energia áramlás Szabályozás Teljesímény egység Visszacsaoló egység Villamos hajások álalános vázlaa Villamos moor Mechanikai energia Munkagép Munkagép, villamos moor kapcsola A villamos energiá bizosíó egység (jelen eseben az akkumuláor elep) és a mechanikai energiá hasznosíó munkagépe hajással kell összekapcsolni. Az energiá a villamos moor alakíja á mechanikai energiává. Az energiaáramlás a jeláram vezérli illeve szabályozza. Lényeges a villamos moor és a hozzá arozó kapcsolódó szervek opimális illeszése a munkagéphez. Ehhez szükséges a munkagép üzemi jellemzőinek az ismeree. A fordulaszám válozaás ovábbi különleges műszaki megoldásoka igényel. A mozgások vizsgálaához pl. meneulajdonságok kiszámíásához, a valóságos rendszer, egy a moor engelyével áéel nélkül összekapcsol rendszerrel helyeesíhejük. A helyeesíés (redukálás) uán minden elem a moor m szögsebességével forog. A erhelőnyomaékoka és a ömegeke a moor engelyére kell ászámíani. A nyomaéko (erőke) a eljesímény válozalansága alapján kell ászámíani! P M állandó F A eheelenségi nyomaéko (ömege) a mozgási energia válozalansága alapján kell ászámíani a moor engelyére! E m állandó m 2 2 A mene során érvényes jellemzőke (menediagrammoka) a mozgás egyenle alapján számíhajuk ki. Ha a moor nyomaéka és a erhelőnyomaék különbözik egymásól, a nagyobb moornyomaéknál a hajás gyorsul, míg a nagyobb erhelőnyomaéknál pedig fékeződik. A gyorsíás illeve a fékezés a dinamikai nyomaék végzi. A hajás álalános állapoegyenlee : ΣM(ω) =0 M m (ω) - M (ω) - M d (ω) = 0 M d (ω) = M m (ω) - M (ω) Az M d dinamikai nyomaék a hajás pillananyi mozgásállapoának megválozásá okozza. Ehhez ismernünk kell a moor engelyére redukál erhelő nyomaék és a moor nyomaékának a függvényé is. 1

2 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Terhelő nyomaékok : M (ω) A fordulaszámfüggő erhelések négy különféle csoporjá különbözejük meg, amelyek erhelési jelleggörbéi maemaikailag viszonylag egyszerűen írhajuk le. Ezek közűl a leggyakoribbak : 2. Az M erhelőnyomaék állandó és függelen a sebességől, ill. a fordulaszámól a isza emelőmunká, súrlódási munká vagy anyagalakíási munká végző munkagépeknél. Pl. Emelőgépek, felvonók és csörlők erhelőnyomaéká egyedül az emelendő ömeg F súlya és a dob vagy a hajóárcsa ámérője haározza meg: M D F állandó F = m g és P m = M ω ~ n Ha lég- vagy folyadékellenállás kell legyőzni, a erhelőnyomaék a fordulaszám négyzeével nő: M ~ n 2 M ~ ω 2 A szükséges mechanikai eljesímény a fordulaszám harmadik haványával nő: P m = M ω ~ ω 3 P m ~n 3 A munkagépek e csoporjába arozik minden szellőző, a cenrifugálszivayúk és kompresszorok, cenrifugák és keverőgépek. Ideális eseben ilyen a hajócsavar erhelő nyomaéka is. (Ezek hajására használhaóak az un. HVAC hajások, válozó nyomaékú hajások.) Moor nyomaékok : M m (ω) A moor nyomaékok négy különféle csoporjá különbözejük meg. Ezek közűl a leggyakoribbak : - Szinkron jelleg : n = állandó pl. szinkron moor - Sönjelleg : n a erhelés haására enyhén csökken pl. a háromfázisú aszinkron moor üzemi szakasza egyenáramú külső gerjeszésű gép. A mozgás során a erhelő- illeve a gyorsíónyomaéko a rendelkezésre álló moornyomaékkal kell összeveni. A kövekező ábrán együ van felüneve egy szellőző (hajócsavar) erhelési jelleggörbéje és egy háromfázisú aszinkron moor (M, n) jelleggörbéje, ideális eseben. Ezen moorok bármelyikével sabil munkapon jön lére. Az előbbi ábra eszés szerini üzemi ponjában: M m =M M d Amíg az M d dinamikai nyomaék poziív, addig a hajás gyorsul. A névleges üzemi ponban a moor nyomaéka és a erhelőnyomaék egyenlő és így a mozgásállapoban már nem kövekezik be válozás: M m = M. (Munkapon) Ekkor a hajás felfuása befejeződö. (Állandó a fordula.) Ahhoz, hogy különböző fordulaszámokon alakuljon ki a munkapon, a moorok fordulaszámá válozani kell! Ehhez különleges műszaki megoldások kellenek. 2

3 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Alkalmazhaó villamos moorok jellemzői Egyenáramú gép elvi felépíése és működése. Egyenáramú külső gerjeszésű gép Kialakíása : A kiálló pólusú állórészen helyezkedik el a gerjesző ekercs. p = 1 a póluspárok száma A hengeres forgórészen helyezkedik el az armaúra ekercselés, melyhez az áram hozzávezeés a kommuáoron és a keféken kereszűl örénik. Minden villamos moor - szerkezei felépíésére nézve ké fő részbő, a forgórészből és az állórészből áll. Az állórész a pólusörzsekből, a raja levő pólusekercsekből és az állórész-vasesből evődik össze. A hengeres forgórész kerüleén levő hornyokban helyezkedik el a forgórész-, vagy armauraekercselés. gyancsak a forgórész engelyén alálhaó a forgórészekercselés villamos hozzávezeésé bizosíó kommuáor. Az egyenáramú gép is - ugyanúgy min minden másfaja villamos forgógép az áramól ájár vezeő és a mágneses ér erőkölcsönhaásának elve alapján működik. Az állandó mágneses mező (fluxus), az állórész pólusekercsén folyó állandó gerjeszőáram hozza lére. A mágneses fluxus jele: Φ Φ = k g I g Ez az összefüggés ehá az muaja, hogy a gép pólusfluxusa csak a gép konsrukciós adaaiól azaz a k g állandójáól, valamin a gerjeszőekercsen áfolyó áramól függ. A Φ pólus-fluxus álalában állandó. (Állandó gerjesző áram, vagy permanens mágnes.) A forgórész kommuáorához csalakozó keféken kereszül a forgórész hornyaiban levő ekercselésen á I a armauraáram folyik. Az áramól ájár vezeők és a mágnes ér közö erőkölcsönhaás jön lére és ez nyomaéko fej ki a moor forgórész forgásengelyére. Az egyenáramú külső gerjeszésű moornak nagy előnye, hogy fordulaszáma, az A armaúra feszülség válozaásával könnyen válozahaó, míg nyomaéka egyenesen arányos az I A armaúra árammal. Szabályozásechnikailag ideálisnak ekinheő. Kisebb hajóknál nem alkalmazzák, mer a kommuáor és a kefék mia a vízmenes kiviel nehezen alakíhaó ki és relaív nagy a súlya is. Kisebb mooroknál alkalmazzák az un. BLDC kommuáor nélküli DC mooroka. Ezeknél moor forgórésze állandó mágnesű, az állórészén van a ekercselés, ehá valójában szinkron moor. A meghajása mia nevezik elekronikus kommuációjú, vagy kefe nélküli (vagy kommuáor nélküli) egyenáramú moornak. A válakozóáramú gépek elvi felépíése és működése. Az aszinkron vagy szinkron gépek lemezel állórészének hornyaiban öbbfázisú, a leggyakrabban háromfázisú ekercselés van. Ha ebben a érben elol ekercselésben megfelelő fázisszámú időben elol áram folyik, akkor forgó mágneses mező jön lére. Háromfázisú áram az időarományban. Időben elol szinuszos áramok A fázisok egymásól villamosan 120 -ra helyezkednek el a érben. Bennük egymásól időben 120 -ra elol áramok folynak. Ebből adódóan a forgórész kerüleén az eredő mágneses mező "körbehalad", kialakul az úgyneveze forgó mágneses mező. 3

4 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon A forgó mágneses ér percenkéni fordulaszáma, azaz a szinkron fordulaszám: f1 n0 s p 60 f p 1 1 n 1 min 0 ahol p a póluspárok száma. (Pl. ha 2p=4, n 0 =1500 1/min) A forgó mágneses mező fodulaszámá a frekvencia válozaásával lehe válozani. A frekvenciával arányosan a feszülsége is válozani kell, hogy a fluxus állandó maradjon. Ehhez bonyolul elekronikus berendezések szükségesek. Az, hogy szinkron- vagy aszinkron gépről beszélünk, az a forgórész kialakíása döni el. Szinkron moornál a forgórész fordulaszáma a forgómező fordulaszámával megegyezik, míg aszinkronnál elmarad aól. Szinkron gép elvi felépíése és működése. Válakozóáramú kiálló pólusú szinkron gép vázlaa Kialakíása : Az állórész (armaúra) háromfázisú ekercsrendszerével az f 1 frekvenciának megfelelően forgó mágneses mező (pólusrendszer) léesíünk. Ehhez a pólusrendszerhez kapcsolódik a forgórész pólusrendszere, ami vagy a forgórészre rögzíe ekercs, vagy az állandó mágnesek (PM) hoznak lére. 2 pólusú (p = 1) A szinkrongép szinkron fordulaszámmal Kiálló pólusú szinkrongép forog. A szinkronmoor állórészének felépíése ugyanolyan, min az aszinkronmooré. Az állórész lemezköegben háromfázisú ekercselés helyezkedik el. Az ezen áfolyó háromfázisú áram haására forgó mágneses ér jön lére. A ömör forgórészen helyezkednek el az állandó gerjeszés lérehozó permanens mágnesek (PM). Az állórész és a forgórész pólusszáma megegyezik. A ápláló frekvenciá nulláról növelve az állórész forgómezejének fordulaszáma a frekvenciának megfelelő. A forgórész pólusai az állórész forgómezejének ellenées pólusai vonzzák, míg a megegyezők aszíják. A forgórész bizonyos erhelési haárok közö kövei a forgómező, aól nem marad el. Szinkron permanens mágneses felvonómoor kialakíása. Erőhaás a forgó forgórészre. Terhelés haására, a forgórész a erhelési szöggel a forgómező mögö marad. 10kW-os permanens mágneses szinkron moorral (PMSM 3~) kialakío direk hajás, akív kormányzással. (12 pólusú, n =30VAC, I n =200A, n n =1000f/min, 100Hz, 95Nm) 4

5 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Teljesímény egység Feladaa az akkumuláor egyenfeszülségének áalakíása oly módon, hogy a moor ekercsére háromfázisú, - időben elol -, szinuszos áram jusson, melynek frekvenciája válozahaó. Inverer felépíése A válakozóáramú eljesímény egységeknél az akkumuláor csopor egyenfeszülségé elekronikus kapcsolók kapcsolják rá a moor egy-egy ekercsére, oly módon, hogy az egyes fázisokban szinuszos áram alakuljon ki. Akkumuláor csopor 48VDC Moor 30VAC A moor egy-egy ekercsére juó feszülség egy impulzus soroza, mely az ohmos-indukív erhelésen szinuszos áramo hoz lére, impulzus szélesség modulációval (PWM). Inverer működése Inverer működése Inverer működése Inverer működése 5

6 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Inverer működése Inverer működése Inverer működése Impulzus szélesség moduláció : I PWM (ISZM) invererek vezérlése. Ezekben a kialakíásól és a gyáróól függően igen sokféle megoldás léezik, melyek nagymérékben befolyásolják az invererek ulajdonságai és a áplál válakozóáramú moorok jellemzői. A ermészees minavéelezésű rendszerben egy állandó frekvenciájú és ampliúdójú háromszögjele válozó frekvenciájú és ampliúdójú (alapjel jellegű) szinuszhullámmal komparálunk és a meszésponok haározzák meg az illeő fázis ákapcsolási pillanaai, ha a háromszögjel meghaladja a szinuszjele, akkor a fázis a negaív sínre, ellenkező eseben a poziívra köjük. PWM (ISZM) moduláció semaikus elve A moor egy fázisára juó feszülség és áram jelalakja az idő függvényében mezőorienál szabályozásnál. Vivő frekvencia PWM kimenei hullámforma Kimenei feszülség alapharmonikusa A három fázisáram pillanaérékéből képze forgó érvekor (Park vekor) végponja álal leír pályagörbe. Annál jobb az inverer vezérlése, minél inkább megközelíi a kör. (Komoly számíási munká igényel.) 6

7 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Invererek kapcsoló elemei és azok megbízhaósága Korábban ranziszoroka alkalmazak, de ma már szine kizárólag csak IGBT (Isulaed-Gae-Bipolae-Transisor) elemeke használnak. Ezek egyesíik a MOS- és a bipoláris ranziszorok előnyös ulajdonságai. Ezekből un. IPM (Inelligen Power Modules) modul épíenek fel, mely aralmazza a ha IGBT eleme, a védődiódáka és a vezérlési és védelmi kapcsolásoka is. Ez az invererek gyárásá nagymérékben megkönnyíi, de a szerviz és a javíás megdrágíja, mivel csak komple IPM eleme lehe cserélni, mely az invererek egyik legdrágább épíőeleme. Invereres hajások megbízhaósága Félvezeők kapcsolási ulajdonságai : Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők kapcsolási ulajdonságai : = ~ 50 V I = ~ 0 P = ~ 0 = ~ 1 V I = ~ 100 A P = ~ 100 W = ~ 50 V I = ~ 0 P = ~ 0 = ~ 25 V I = ~ 50 A P = ~ 1,25 kw!!! = ~ 1 V I = ~ 100 A P = ~ 100 W Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők kapcsolási ulajdonságai : Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők disszipációja : = ~ 50 V I = ~ 0 P = ~ 0 = ~ 25 V I = ~ 50 A P = ~ 1,25 kw!!! = ~ 1 V I = ~ 100 A P = ~ 100 W P P 7

8 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Frekvenciaválós hajások megbízhaósága Félvezeők disszipációja : P Invereres hajások megbízha zhaósága Félvezeők (IPM modulok) várhaó élearama (nem időszakos üzemben : Várhaó élearam T 10 khz 7 khz 5 khz év 4-5 év 6-7 év Invererek kapcsolása Feladaa az akkumuláor egyenfeszülségének áalakíása oly módon, hogy a moor ekercsére háromfázisú, - időben elol -, szinuszos áram jusson, melynek frekvenciája válozahaó. A diódák a félvezeők védelmén kívül a visszaáplálás eszik leheővé. A félvezeők kapcsolásának a vezérlése (PWM) komoly számíási feladao igényel. r = állandó vezérlési mód. (Forgórészköri fluxusvekor szabályozás, mezőorienál szabályozás) A válakozóáramú gép ranziens üzemé a forgórész és a vele kapcsolódó fluxus alakulása nagymérékben meghaározza. Emia precíziós, gyors működésű hajásoknál célszerű a gép forgórész fluxusá ranziens üzemben is a maximálisan megengedheő éréken állandónak arani. Ez az un. mezőorienál szabályozási elv. Ekkor az állórészáram szabályozásá úgy kell megoldani, hogy a r forgórészfluxushoz rögzíe (szinkron szögsebességgel forgó) koordináa rendszerben az áram valós összeevője állandó éréken maradjon. Ez haározza meg a forgórészfluxus nagyságá. A képzees összeevője a kíván nyomaékkal legyen arányos. Ezzel a megoldással a válakozóáramú moor szabályozásá szécsaoluk ké függelen szabályozókörre, az egyik az áramvekor valós (forgórészfluxus), a másik az áramvekor képzees összeevőjé (nyomaék) szabályozza. Ilyenkor a moorban az elekromágneses ranziens folyamaoka elkerüljük és a válakozóáramú moor az egyenáramú külső gerjeszésű moorhoz hasonlóan viselkedik. A válakozóáramú gép áram vekordiagramja, r = állandó áplálásnál a forgórész fluxushoz rögzíe szinkron szögsebességgel forgó, ( - ) közös koordináa rendszerben. Mezőorienál szabályozás elvi vázlaa. Fluxus szabályozó Inverz koordináa ranszformáció Nyomaék szabályozó Koordináa ranszformáció Az i áram szabályozó (PI) a fluxus, az i áram szabályozó (PI) a nyomaéko szabályozza. 8

9 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Mezőorienál szabályozás közvelen fluxus számíással. Fordulaszám szabályozás alárendel áram szabályozással Szögsebesség szabályozó Nyomaék szabályozó Fordulaszám szabályozás, alárendel áram szabályozással A szabályozási elv megérés segíő elvi blokkvázla. Szűrő Erősíő Fluxus alapjel Fluxus szabályozó A hajásszabályozó rendszer egy belső áramszabályozó hurko is aralmaz, amelyik az áram alapjelé a ( AI ) fordulaszámszabályozó korláozo kimeneéről kapja. Az i beállío áramnál nagyobb nem ud kialakulni. Villamos energia ároló egység (Akkumuláor) Az akkumuláorok a villamos hajók legdrágább elemei. Ún. szekunder galvánelemek, amelyek a villamos energiá kémiai energia formájában árolják. Számalan akkumuláor ípus léezik. A villamos hajókon az előnyös ulajdonságai mia -, álalában savas ólomakkumuláoroka használunk, ahol az elekroli abszorbeáló üvegszöveel köö (AGM). Az AGM akkumuláorok a bennük lejászódó belső gázrekombináció mia kis vízfogyaszásúak, ehá gondozásmenesek. Rendkívül alacsony belső ellenállással rendelkeznek, amely különösen alkalmassá eszi őke olyan felhasználásokhoz, ahol a kisüés nagy áramerősséggel örénik, min például invererek, orrsugárkormányok, sb. Savas ólomakkumuláor felölö állapoban A kénsav vizes oldaában a villamos ölés poziív ölésű hidrogén és negaív ölésű szulfá ionok szállíják. (Ez diffúziónak is nevezik.) Egy felölö cella üresjárási feszülsége a savsűrűségől függően 2,12-2,16 V. (6 cella: 12,72-12,96 V) Savas ólomakkumuláor erhelési állapoban Tölö állapoban a negaív lemez haóanyag ólom, a poziívé ólomdioxid. Kisüéskor mindké lemez haóanyaga ólomszulfáá alakul, miközben a kénsav sűrűsége csökken a víz kelekezése mia. Savas ólomakkumuláor kisüö állapoban Kisüö állapoban mindké lemez haóanyag ólomszulfá. A kénsav sűrűsége 1,12-1,14 kg/dm 3 -re csökken, a víz kelekezése mia. A ölési és kisüési folyama érfogaválozással jár, ami masszahullás eredményezhe. (Tárolóképesség csökkenés eredményez.) Kisüési haárfeszülség 10,8 V. 9

10 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Savas ólomakkumuláor ölése Töléskor az akkumuláor fogyaszókén viselkedik. A feszülség- és az áram iránya azonos. Miközben a kisüés során ólomszulfáá vál haóanyagok visszaalakulnak a negaív lemezen ólommá és a poziívon ólomdioxiddá, az elekroli is öményebb lesz, sűrűsége 1,14 kg/dm 3 ről 1,28 kg/dm 3 re növekszik. Egy 12 V-os névleges feszülségű savas ólomakkumuláor, akkor felölö, ha a kivezeései közö 13,2 V feszülsége mérünk, miközben felve ölőárama, a névleges áramerősségéhez képes /- 4.0 %, egy min. 4 perces állandó jellemzőjű ellenőrzési idő ala. A helyelen ölés az akkumuláor élearam csökkenésé eredményezi. Savas ólomakkumuláorban lérejövő kémiai áalakulások 12V-os, 260Ah kapaciású AGM savas ólomakkumuláor (77kg) 48V-os hajóhoz min. 4db (sorba 48V 260Ah, 308kg) vagy 8db. (48V 520Ah, 616kg) szükséges. Zenih ZL ípusú AGM savas ólomakkumuláor paraméerei A árolóképessége meghaározo ideig aró állandó érékű kisüő árammal jellemzünk : Pl.: C 10 = 234 Ah, az jeleni, hogy 23,4 A áramerősséggel az akkumuláor 10 óráig süheő ki. A öléshez kb. 110% ölésmennyiség kell. Savas ólomakkumuláorok ölési módjai Formázó ölés: Az akkumuláor első, villamos energiával való felölése, mely a gyáró álal az akkumuláorípusra megado áramérék/ek/kel örénik. A ölés a megengede megszakíási idők szigorú bearásával kell elvégezni. Gyorsölés: Egyes ípusú akkumuláoroknál a kive energia visszaölése a ölési szakasz elején külön megado nagyobb áramerősséggel örénhe. Gyorsölési feszülség: A gázfejlődési feszülség közelében megválaszo, a elep kapcsaira vonakozao ölőfeszülség érék. Gázfejlődési feszülség: A ölőfeszülségnek az az éréke, amelynél a gázfejlődés sebessége hirelen megemelkedik. (Pb~2,35V/cella, (14,1V) NiCd~1,5V/cella.) Savas ólomakkumuláorok ölési módjai Pufferölés: Tölő - akkumuláor - fogyaszó párhuzamos üzem. A ölő auomaikus üzemben póolja a fogyaszói áramo. Ideális eseben az akkumuláor kapaciásából nem veszí és úlölve sincs. A gyáró az akkumuláor ípusra a pufferfeszülség éréké ponosan megadja. Cseppölés: Az akkumuláorok önkisülése miai energiapólás. Elsősorban pihenő elepeknél kell alkalmazni. A ölés során fogyaszó nélkül sem lehe az akkumuláor feszülsége nagyobb, min a cseppölési feszülség éréke. A cseppölési feszülség éréke álalában megegyezik a pufferfeszülség érékével. 10

11 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Savas ólomakkumuláorok ölési módjai, karakeriszikák Ia Kis árammal 2,7V/cella feszülségig és lekapcsolás. IOIa Ké ölési szakasz, szakaszonkén állandó áram. Végén lekapcsol. Wa A ölőfeszülség a növekvő áramerősséggel csökken. Végén lekapcsol. WOWa Ké ölési szakaszban az áram eső jellegű. A ké szakasz közö csökkenő áramugrás. Végén lekapcsol. I Állandó árammal öl a beállío feszülség eléréséig. ána ez a feszülségéréke arja. IIa Állandó áramú ölés pl.: 2,4V/cella feszülségig, uána állandó feszülségű ölési szakasz, majd ölőáram csökkenés uán állandó áramú ölés. Végén lekapcsolás. Savas ólomakkumuláorok ölése Az akkumuláorok ölésekor szigorúan be kell arani a gyáró álal megado ölési karakerisziká. Ez mikroprocesszorral vezérel kapcsoló üzemű adapív ölőkkel leheséges. A hibás ölés az élearam csökkenésé eredményezi. Adapív funkciójánál fogva a ölési folyamao mindig az akkumuláor pillananyi állapoának és használai módjának megfelelően opimalizálja az alábbiak szerin : a használaól és a ölési jellemzőkől függően válozaja az abszorpciós idő, figyelembe veszi a elep pillananyi hőmérsékleé, (érzékelővel, vagy számíással) ha az akkumuláor nincs használaban cseppölési funkció alkalmaz, hogy ezzel kiegyenlíse az akkumuláor és megakadályozza az elekroli réegződésé és a szulfáosodás, amely az akkumuláorok korai önkremeneelének egyik legfőbb oka. Zenih ZL ípusú AGM savas ólomakkumuláor kedvező ölési karakeriszikája pl. szünemenes ápegységnél (Ihold) 11,7A 23,4A 14,4V max. 14,58V 13,8V 13,2V 11,4V >10,8V haárfeszülség 12,6V 4,7A Adapív akkumuláorölő ölési karakeriszikája I n = Programozo (Kapaciás/10, max.52a) I f = Programozo végső ölőáram 0 = 1,9V/cella (11,4V) 1 = Programozo érék (max. 2,43V/cella max.14,58v) 2 = 2,1V/cella (12,6V) 3 = 2,3V/cella (13,8V) T 0 = Max 1 óra, T 1 = Max 12 óra, T 2 = T 1 (de min 2 óra - Max 5 óra) T 3 = korlálan Zenih ZL ípusú AGM savas ólomakkumuláor kedvező ölési karakeriszikája sorbaköö akkumuláoroknál. (IIahold) 11,7A 11,7A 23,4A 23,4A 11,4V 11,4V >10,8V haárfeszülség 14,2V max. 14,58V 14,58V 14,4V 12,6V 4,7A 4,7A I n = Programozo (Kapaciás/10, max.52a) I f = Progr. végső ölőáram (2,5A) 0 = 1,9V/cella (11,4V) 1 = Programozo érék (max.14,4v) 2 = (max.14,58v) 3 = 2,1V/cella (12,6V) 4 = 2,3V/cella (13,8V) T 0 = Max.1 óra, T 1 = Max.12 óra, T 2 = T 1 6 óra (vagy I=I f ), T 3 = Max.4 óra T 5 = Max.6 óra, T 4 = korlálan 2,5A 12,6V 13,8V 13,8V 13,2V Az akkumuláor élearamá lecsökkeni ha lemeríe állapoban ároljuk, ha rendszeresen úl alacsony szinre ölünk (úl kicsi a ölőáram), ha úl magas a ölési feszülség, ha úl sokáig öljük az abszorpciós szakaszban, ha exrém kiüríés (mélykisüés) hozunk lére, ha úl gyors (hosszú, nagy áramú) kisüés alkalmazunk, ha úl magasra emelkedik a elep hőmérséklee. Nagyon fonos, hogy bearsuk a akkumukáor gyáró álal előír ideális ölési karakerisziká. Ez csak korszerű, mikroprocesszoros ölőkkel leheséges. 11

12 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Hálózaól nem elválaszo nagyfrekvenciás ölő elvi kialakíása Nagyfrekvenciás oldalon elválaszo ölő elvi kialakíása Hálózaól elválaszo nagyfrekvenciás ölő elvi kialakíása Adapív akkumuláor ölő 2 x ZHF4830 IN 230V AC OT 48V 30A SAC4-60R1 inverer OT 200/280A AC IN 24-75V DC Vezérlés és kijelzés Feladaa a hajási rendszer engedélyezése, parancsok adása és a mér paraméerek kijelzése. Ezek örénhenek párhuzamos jelekkel illeve busz kommunikációval. 8 x ZL VDC, 520Ah AGM Savas ólomakkumuláor GD2 Vezérlő és kijelző egység Fő képernyő GD2 Vezérlő és kijelző egység Akku imformáció 1 Fordulaszám érék [rpm] 2 Fordulaszám, irány, Economi kijelzés 3 Akkumuláor ölöségi állapo 4 Még igénybe veheő idő [óra : perc] 5 Akkumuláor árama 6 Sáusz kijelzés 1 Teljes felölöség [Ah] 2 Akkumuláor ölöségi szin kijelzése (SOC, névleges hány %-a) 3 Felhasznál ölés [Ah] 4 Hálózai ölés kijelzése 5 Akkumuláor feszülség alacsony 6 Akkumuláor ölöségi állapo kijelzése (SOC %) 7 Akkumuláoron mér pillananyi érékek P[kW], [V], I[A] 12

13 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon GD2 Akku imformáció visszaölési állapoban GD2 Fő képernyő visszaölési állapoban Akkumuláor ölöségi állapo kijelzése (SOC %) Akkumuláoron mér pillananyi érékek P[kW] eljesímény, (negaív, mer a feszülség és az áram iránya ellenées [V] akkumuláor feszülsége I[A] akkumuláor ölés árama, melye az inverer szolgála Fordulaszám érék [rpm], Fordulaszám és iránya Akkumuláor ölöségi állapo Gázkar állása [%] Akkumuláor ölés árama, melye az inverer szolgála (negaív) Sáusz kijelzés REG visszaáplálás GD2 Hajásszabályozó és moor képernyő 1 Hajásszabályozó (inverer) bekapcsol állapo jelző 2 Gázkar pozíció [%] 3 Hajásszabályozó (inverer) hőmérsékle [ºC] 4 Moor fogásirány 5 Mooron mér adaok, fordulaszám [rpm], hőmérsékle [ºC], moor egy fázisában mér áram [A] Kövekezeések, apaszalaok Egy villamos hajású hajóól nem szabad elvárni az a meneélmény, melye egy öbb száz kilowaos benzinmooros hajó ud nyújani. Az elekromos hajók modellől függően, 20-80A áramfelvéel melle 6-12km/óra (3-6,5csomó) sebességgel udnak haladni. A rendelkezésre álló akkumuláor kapaciások álalában 5-10 óra uazás esznek leheővé, megfelelő irányíás és időjárás melle. (Becsülheő : az I 5 =C 5 /5=426Ah/5h=85A eseén, 5óra, a 10,8V-os alsó haárfeszülség eléréséig, SOC kb %.) Javasla : eljesen felölö akkumuláorokkal, mene közben meg kell keresni az az opimális sebessége a - legkisebb áramerősség felvéele melle -, amikor a hajó szépen, könnyedén úszik, nem húz hullámoka és még megvan az uazás élménye is. Próbáljuk ki, hogy a hajó mennyi ideig udja eljesíeni ez az üzemmódo. Ez ismerve, a ovábbiakban bizonságosan hajózhaunk. A hajó könnyed úszása felei sebességnövelés már nagyon le udja csökkeneni az idő, mivel apaszalaok szerin kb. 1-2 km/h sebességnövelés, 2-3-szor öbb energiá, áramo igényel, min az opimális éréken örénő hajózás. (Az energiaigény a 3. havány szerin növekszik, egészen addig, amíg a hajó el nem éri a siklási pono, ahol az áramfelvéel visszaeshe akár százalékkal is.) A 48V-os rendszerrel működő hajók álalában nem hozhaók siklásba, ahhoz kicsi a moornyomaék. (A erhelő nyomaék a 2. havány szerin nő.) 13

14 Dr. Tarnik Isván 2017 e-mobiliás a Balaonon Köszönöm m a ürelm relmüke! Jó hajózás kívánokk Dr. TARNIK Isván okl. villamosmérnök Balaonfenyves 2017 szepember 14