Разработка способа и технических средств диагностики герметичных аккумуляторов шахтного назначения по энергетическим характеристикам

• Автор: Тимофеев, Александр Степанович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 148 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Отчет стр.148, рис.33, табл.10, источников 105, приложений 2.
АККУМУЛЯТОР, БАТАРЕЯ, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ДИНАМИЧЕСКИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТАТИСТИКА, ЭКСПЕРИМЕНТ, ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС, ЕМКОСТЬ ДВОЙНОГО СЛОЯ, АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ЕМКОСТЬ ПОЛЯРИЗАЦИИ, СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ, РАЗРЯДНАЯ ЕМКОСТЬ, ОПОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, СХЕМА, МЕТОДИКА, ИССЛЕДОВАНИЕ, МЕТАЛЛИЗАЦИЯ КАДМИЯ, ЛИТИЙ, ЭЛЕКТРОЛИТ, ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ, ПРИЭЛЕКТРОДНОЕ ПРОСТРАНСТВО, ПРОГРАМНОЕ, ОБЕСПЕЧЕНИЕ, АЛГОРИТМЫ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА, ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ.
Объектом исследования являются герметичные аккумуляторы никель-кадмиевой системы.
Диссертационная работа посвящена решению актуальной научно-технической задаче по поиску оптимального способа повышения эксплута-ционных характеристик герметичных аккумуляторов с целью увеличения их срока службы в составе батареи и ее надежности. Это решено созданием экспресс-диагностики технического состояния герметичных аккумуляторов, основанной на способе определения энергетических параметров по динамическим характеристикам переходного процесса аккумулятора в режиме его разряда на активное сопротивление, на промежутке времени до 0,4 с. Способ реализован в виде алгоритмов теста предварительной отбраковки аккумуляторов и комплектации их в батареи, в виде одного из вариантов технических средств на базе микроЭВМ.

В работе дан анализ известных способов определения энергетических параметров аккумулятора, диагностики и комплектации батареи как в отечественной, так и в зарубежной практике, отличающиеся громоздкостью и сложностью алгоритмов технической реализации.
Разработанная технология технического обслуживания и ремонта аккумуляторов позволяет реализовать на практике стройную и надежную систему сопровождения их жизненного цикла.
Ориентировочный экономический эффект от внедрения в СШМНУ (специализированное шахтно-монтажное управление) АО “Кузнецк уголь” автоматизированной системы экспресс-диагностики технического состояния герметичных аккумуляторов типа НКГК-ИД, в веденной в состав технологического комплекса их обслуживания, составляет более 200000 рублей в год.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1.Область применения аккумуляторов
1.2.Режимы работы герметичных аккумуляторов и технические
средства их обслуживания
ГЗ.Основы комплексного подхода к построению производственных систем для технического обслуживания и ремонта герметичных аккумуляторов
1.4. Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЕРМЕТИЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ КАК ОБЪЕКТА
ДАГНОСТИРОВАНИЯ
2.1.Выбор и обоснование электрической схемы замещения герметичного аккумулятора никель-кадмиевой электрохимической системы
2.2. Построение математической модели динамических характеристик
герметичного НК-аккумулятора
2.3.Экспериментальное определение параметров математической модели аккумулятора
2.4.Методика расчета параметров герметичных аккумуляторов
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ВТОМАТИЗИ-РОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЕРМЕТИЧНЫХ
АККУМУЛЯТОРОВ
ЗЛ.Разработка функциональной структуры автоматизированной системы экспресс-диагностики электрических и энергетических

можно рассматривать участок электрода как однородный с распределенными параметрами, а схему замещения представить в виде (рис.2.3).
1о Ка Ь<Л &о1 1отг Яоп оп+1 &оп+1
ЗДЛГТ-Щ I
1 с г- ~ Л соп+1

_±УО
&ОП+1
Рис.2.3. Электрическая схема замещения аккумулятора как цепи с распределенными параметрами
Пассивный участок электрода, обладающий омическим сопротивлением М0 и индуктивностью Ь0 [89], не участвует в химической реакции, протекающей в аккумуляторе. Поэтому значениями этих параметров, ввиду их малости, можно пренебречь и включить их последовательно с активной частью электрода, участвующего в окислительно-восстановительной реакции. Тогда схема замещения примет вид (рис.2.4).
о &оп
В-ОП+1

Соп+1
&оп+1Т

Рис.2.4.Упрощенная схема замещения аккумулятора с распределен-ными параметрами
В процессе эксплуатации аккумулятора изменяется его физическое состояние и химический состав активной массы электродов, а это, как следствие, приводит к изменению параметров аккумулятора и параметров схемы его замещения. Указанные изменения происходят медленно в течении всего периода заряда от начальной величины напряжения до конечного ее