Układ elektryczny brytyjskiego czołgu Chieftain
Kontynuujemy cykl publikacji raportów z testów i szczegółowych badań brytyjskich czołg Chieftain Mk.5P, który został przekazany radzieckim specjalistom przez armię iracką w czasie wojny iracko-irańskiej.
Tym razem opublikowany poniżej dokument opisuje układ zasilania elektrycznego angielskiego samochodu, na który składa się pomocnicza jednostka napędowa i podgrzewanie akumulatorów prądem przemiennym.
Układ zasilania
Instalacja elektryczna Chieftaina Mk5P o napięciu 28 V to dwuprzewodowy układ z trzema kanałami generowanej energii elektrycznej: generator prądu stałego podłączony do silnika głównego, generator prądu stałego podłączony do silnika pomocniczego oraz generator prądu przemiennego podłączony do silnika pomocniczego, który służy do ogrzewania akumulatorów kadłuba.
Cztery 12-woltowe akumulatory, każdy o pojemności 100 Ah, połączone szeregowo i równolegle, umieszczone są parami w pojemnikach po obu stronach kierowcy i służą do uruchamiania silników głównych i pomocniczych oraz zasilania odbiorników podstawowych czołgu. Dwa podobne akumulatory, połączone szeregowo, znajdują się we wnęce wieży i służą głównie do zasilania radia, gdy silniki nie pracują. Pojemność tych akumulatorów wystarcza do normalnej pracy radia przez osiem godzin.
Rysunek 1. Schemat układu zasilania: RN1, RN2 — regulatory napięcia silników głównych i pomocniczych; CT1 i CT2 — rozruszniki silników głównych i pomocniczych; RK — skrzynka rozdzielcza; АБI, АБII — akumulatory kadłubowe; АБIII — akumulatory wieży; E1, E2 — odpowiedniki (oznaczenia pozostałych elementów podano w tekście); I — do odbiorników wieży; II — zabezpieczenia obwodów zasilania i sterowania.
Przyjrzyjmy się schematowi układu zasilania elektrycznego zbiornika (rys. 1).
Dystrybucja energii elektrycznej pomiędzy odbiorcami odbywa się za pośrednictwem przyłącza rozdzielczego budynku (HDC), głównej tablicy rozdzielczej (MDB), obrotowego urządzenia stykowego (RCD), tablicy rozdzielczej wieży (TDSB) i panelu sterowania akumulatorem (BCP).
Generator główny G1 (tabela) to wzbudzana bocznikowo, samowentylująca się, komutatorowa maszyna elektryczna prądu stałego. Powietrze chłodzące jest zasysane do generatora z dedykowanego kanału przez zawór, który umożliwia zasysanie powietrza z przedziału bojowego lub z przedziału silnikowo-przekładniowego, w zależności od położenia uchwytu.
Filtr zakłóceń radiowych, składający się z cewki indukcyjnej i kondensatorów, znajduje się na osłonie łożyska po stronie komutatora. W obudowie generatora po stronie napędu znajduje się wyłącznik termiczny, połączony szeregowo z uzwojeniem bocznikowym. Gdy temperatura obudowy generatora przekroczy 175°C, co może wystąpić podczas długotrwałego przeciążenia generatora lub w przypadku awarii regulatora napięcia, wyłącznik termiczny przerywa obwód uzwojenia wzbudzenia. Wyłącznik termiczny resetuje się, gdy temperatura spadnie do 85°C.
Silnik pomocniczy składa się z dwóch generatorów prądu stałego (G2) i przemiennego (G3), zamontowanych na jednym wale.
Generator G2 to maszyna elektryczna prądu stałego z uzwojeniem bocznikowym, wyposażona w pełny zestaw biegunów pomocniczych i uzwojenie kompensacyjne. Jest chłodzony powietrzem za pomocą wentylatora odśrodkowego, który zapewnia przepływ powietrza chłodzącego przez generator z prędkością do 50 m³/s. Generator ma konstrukcję dwuprzewodową.
Na obudowie generatora zamontowana jest skrzynka zawierająca dwa zaciski zasilania, złącze uzwojenia wzbudzenia, dziesięć kondensatorów 2 μF o napięciu znamionowym 50 V oraz dławik tłumiący zakłócenia radiowe. Przekaźnik termiczny, połączony szeregowo z uzwojeniem wzbudzenia, jest zamontowany na obudowie po stronie napędu. Przekaźnik działa tak samo jak generator główny.
W przypadku generatorów prądu stałego interesujące są następujące rozwiązania konstrukcyjne:
— sekcje uzwojenia wirnika są lutowane bezpośrednio do powierzchni płyt kolektora;
— wentylator od strony kolektora wykonany metodą wtrysku, grubość łopatek w części środkowej nie przekracza 1,5 mm;
— uchwyt szczotki wykonany jest z żeliwa.
Generator prądu przemiennego G3 to jednofazowa maszyna synchroniczna z magnesami trwałymi i konstrukcją otwartą. Chłodzony jest powietrzem za pomocą wentylatora osiowego.
Aby utrzymać napięcie generatorów w określonych granicach i automatycznie podłączać je do sieci pokładowej, a także odłączać od sieci pokładowej, w zbiorniku zastosowano węglowe regulatory napięcia RN1, RN2.
Główny regulator napięcia generatora (RN1) składa się z dwóch kolumn węglowych: jednej do regulacji wzbudzenia generatora, a drugiej do zapewnienia równoległej pracy generatorów. Kolumny węglowe są chłodzone powietrzem dostarczanym z układu wentylacyjnego kadzi. Regulatory napięcia są połączone z uzwojeniami wzbudzenia generatora za pomocą przyłącza rozdzielczego zamontowanego w obudowie.
Ten ostatni rozdziela energię elektryczną z generatorów do odbiorników oraz przesyła prąd z akumulatorów do rozruszników podczas uruchamiania silników głównych i pomocniczych.
W obwodach sterowania zmianą biegów skrzyni biegów, w obwodach pomp, a także w obwodach sterowania silnikami głównymi i pomocniczymi zastosowano wyłączniki jednobiegunowe umieszczone na głównej tablicy rozdzielczej.
Znajdują się tam również dwa przekaźniki podgrzewania akumulatora i przekaźnik sterujący elektrozaworem wtrysku paliwa.
Energia elektryczna dla odbiorników wieży jest przesyłana z kadłuba poprzez obrotowy wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) do rozdzielnicy wieży (TDB). Akumulatory znajdujące się w wieży są podłączone do rozdzielnicy TDB za pomocą dwuprzewodowego przełącznika TDB (TBS2).
Na tylnej stronie panelu sterowania znajdują się wyłączniki i urządzenia przełączające (przekaźniki). Na panelu sterowania znajduje się przełącznik mechaniczny, którego dźwignia jest połączona z zespołem styczników, który odłącza akumulatory znajdujące się w kadłubie i przełącza pancerz elektryczny wieży na zasilanie z akumulatorów znajdujących się w wieży (z wyjątkiem obwodów reflektora).
Akumulatory, umieszczone w kadłubie, są podłączone do pokładowej instalacji elektrycznej za pomocą dwuprzewodowego przełącznika obrotowego znajdującego się na panelu sterowania akumulatorami. Przełącznik ten ma dwie pozycje: „włączony” i „wyłączony”. W pozycji „wyłączony” wszystkie obwody zasilania akumulatorów są odłączone, z wyjątkiem obwodu systemu alarmu pożarowego.
W normalnych warunkach, przy wyłączonym silniku głównym, przełącznik akumulatorów kadłuba znajduje się w pozycji „wyłączony”, a przełącznik akumulatorów wieży w pozycji „włączony”. W takich warunkach radio jest podłączone do akumulatorów wieży. Po aktywacji akumulatorów kadłuba, przekaźnik zamontowany na tablicy rozdzielczej wieży jest aktywowany, odłączając radio od akumulatorów wieży i łącząc je z akumulatorami kadłuba.
Konstrukcja czołgu umożliwia równoległe połączenie baterii kadłuba i wieży w warunkach bojowych; urządzenia te mogą działać bez konieczności podłączania ich do generatora.
Akumulatory ładuje się podczas jazdy za pomocą głównego lub pomocniczego generatora, bądź za pomocą dwóch generatorów jednocześnie.
Tryby ładowania i rozładowywania są monitorowane za pomocą lampek kontrolnych z zielonym i czerwonym dyfuzorem. Lampki te współpracują z przekaźnikiem, dzięki czemu zielona lampka zapala się, gdy prąd ładowania wynosi 33–42 A i gaśnie, gdy prąd spadnie do 20–30 A. Czerwona lampka zapala się, gdy prąd rozładowania spada do 5–9 A i gaśnie, gdy prąd wynosi 1–4 A. Obie lampki gasną, gdy prąd jest zbyt niski lub go nie ma.
Kontrolki znajdują się na panelu sterowania akumulatorem. Znajduje się tam również złącze do zewnętrznego źródła zasilania, włącznik podgrzewacza akumulatora oraz kontrolka informująca o włączeniu podgrzewacza. Panel sterowania zawiera również transformator podgrzewacza akumulatora.
Jednofazowy prąd przemienny, wytwarzany przez alternator zaprojektowany do podgrzewania akumulatorów obudowy w temperaturach poniżej zera, jest przesyłany przez przekaźnik grzewczy do transformatora, który obniża napięcie z 200 do 8,5 V. Uzwojenie wtórne transformatora ma odczep środkowy i jest przystosowane do prądu o natężeniu 250 A.
Rysunek 2. Układ podgrzewania akumulatora: I — do alternatora; II — do układu przełączającego; III — do wyłącznika akumulatora PUB.
Środkowy zacisk transformatora Tr jest połączony z dodatnim zaciskiem przełącznika akumulatorów, a dwa zewnętrzne zaciski są połączone z dodatnim zaciskiem akumulatora w każdej grupie (rys. 2). W ten sposób akumulatory są ładowane przez uzwojenie wtórne transformatora, a po włączeniu ogrzewania ogrzewanie i ładowanie odbywają się jednocześnie.
Rolę czujników temperatury akumulatora pełnią czujniki E, które jednocześnie pełnią funkcję elementów łączących dwa akumulatory. Czujniki E zawierają termostaty „gorący” i „zimny”, które są podłączone do przełączników znajdujących się w pobliżu akumulatorów.
Gdy temperatura wewnątrz czołgu osiągnie 46°C, termostat przerywa obwód ogrzewania akumulatorów; włącza się on ponownie, gdy temperatura spadnie do 31°C. Podgrzewanie akumulatorów prądem przemiennym zwiększa gotowość bojową czołgu w ujemnych temperaturach otoczenia.
Wniosek
Układ elektryczny Chieftaina Mk5P, w tym agregaty prądotwórcze silników pomocniczych, dostarcza energię do odbiorników podczas jazdy i postoju. Kluczową cechą układu jest wykorzystanie prądu przemiennego do podgrzewania akumulatorów, co poprawia bilans energetyczny i zwiększa gotowość bojową czołgu w temperaturach poniżej zera.
Źródło:
„System zasilania”. V.D. Konstantinov, A.V. Pavlov, G.I. Uglev. „Problemy techniki obronnej”. Seria VI, numer 6 (112).
Informacja