Das Windwiderstandsdesign der Batteriekomponentenhalterung und des Lampenmastes.
Vorher fragte mich ein Freund immer wieder nach der Wind- und Druckfestigkeit von Solarstraßenlaternen. Jetzt können wir genauso gut rechnen.
Solarstraßenlaternen Im Solarstraßenlaternensystem ist ein konstruktiv wichtiges Thema das Windwiderstandsdesign. Das Windwiderstandsdesign ist hauptsächlich in zwei Hauptteile unterteilt, eines ist das Windwiderstandsdesign der Batteriekomponentenhalterung und das andere ist das Windwiderstandsdesign des Lampenmasts.
Laut technischen Parameterdaten der Batteriemodulhersteller hält das Solarzellenmodul einem Aufwinddruck von 2700Pa stand. Wenn der Windwiderstandskoeffizient auf 27 m/s (entspricht einem Taifun mit zehn Ebenen) gewählt wird, beträgt der Winddruck der Batteriebaugruppe gemäß der nicht viskosen Strömungsmechanik nur 365 Pa. Daher kann das Bauteil selbst einer Windgeschwindigkeit von 27 m/s ohne Schaden standhalten. Daher ist die Hauptüberlegung bei der Konstruktion die Verbindung zwischen der Batteriemontagehalterung und dem Lampenmast.
Bei der Konstruktion des Solar-Straßenlaternensystems ist die Verbindungskonstruktion der Batteriehalterung und des Laternenmastes durch eine Bolzenstange fest verbunden.
Winddichtes Design der Straßenlaterne
Die Parameter der Solarstraßenlaterne sind wie folgt:
Neigungswinkel des Panels A = 16o Polhöhe = 5m
Das Design des Solarstraßenlaternenherstellers wählt die Breite der Schweißnaht an der Unterseite des Laternenpfahls δ = 4 mm und den Außendurchmesser der Unterseite des Laternenpfahls = 168 mm
Die Oberfläche der Schweißnaht ist die Zerstörungsfläche des Laternenpfahls. Der Abstand vom Berechnungspunkt P des Widerstandsmoments W der Zerstörungsfläche des Lampenmastes bis zur Wirkungslinie der vom Lampenmast aufgenommenen Plattenlast F beträgt PQ = [5000+(168+6)/tan16o]×Sin16o = 1545 mm = 1.545 m. Daher ist das Moment der Windlast auf der Zerstörungsfläche des Lampenmastes M = F × 1.545.
Gemäß der maximal zulässigen Windgeschwindigkeit von 27 m/s beträgt die Grundlast des 2×30 W Doppellampen-Solarstraßenlaternenpanels 730 N. Unter Berücksichtigung des Sicherheitsfaktors von 1.3 ist F = 1.3×730 = 949N.
Daher ist M = F × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466 Nm.
Nach mathematischer Herleitung ist das Widerstandsmoment der kreisringförmigen Versagensfläche W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3).
In der obigen Formel ist r der Innendurchmesser des Rings und ist die Breite des Rings.
Bruchflächenwiderstandsmoment W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43) = 88768mm3
=88.768×10-6 m3
Belastung durch Windlast auf die Bruchfläche = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa
Unter ihnen ist 215 MPa die Biegefestigkeit von Q235-Stahl.
Daher entspricht die vom Solarstraßenleuchtenhersteller ausgelegte und gewählte Breite der Schweißnaht den Anforderungen. Solange die Schweißqualität gewährleistet werden kann, ist der Windwiderstand des Laternenmastes kein Problem.
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Informationen zur Straßenbeleuchtung
Die besonderen Arbeitszeiten von Solarstraßenlaternen werden durch unterschiedliche Arbeitsumgebungen wie Wetter und Umgebung beeinflusst. Die Lebensdauer vieler Lampen von Straßenlaternen wird stark beeinträchtigt. Bei der Kontrolle unseres zuständigen Personals hat sich herausgestellt, dass die Änderungen an den Straßenlaternen-Energiespargeräten eine sehr gute Wirkung haben und Strom sparen. Offensichtlich wird die Arbeitsbelastung der Wartungsarbeiter für Straßenlaternen und Hochmastleuchten in unserer Stadt stark reduziert.
Schaltungsprinzip
Gegenwärtig sind städtische Straßenbeleuchtungsquellen hauptsächlich Natriumlampen und Quecksilberlampen. Der Arbeitskreis besteht aus Natriumlampen oder Quecksilberlampen, induktiven Vorschaltgeräten und elektronischen Auslösern. Der Leistungsfaktor beträgt 0.45, wenn der Kompensationskondensator nicht angeschlossen ist, und beträgt 0.90. Die Gesamtleistung der induktiven Last. Das Funktionsprinzip dieses Solar-Straßenlaternen-Stromsparers besteht darin, eine geeignete Wechselstromdrossel in Reihe in den Stromversorgungskreis zu schalten. Wenn die Netzspannung niedriger als 235 V ist, ist die Drossel kurzgeschlossen und funktioniert nicht; Wenn die Netzspannung höher als 235 V ist, wird der Reaktor in Betrieb genommen, um sicherzustellen, dass die Betriebsspannung der Solarstraßenlaterne 235 V nicht überschreitet.
Die gesamte Schaltung besteht aus drei Teilen: Stromversorgung, Stromnetzspannungserkennung und -vergleich und Ausgangsaktuator. Der elektrische Schaltplan ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Der Stromversorgungskreis der Solarstraßenbeleuchtung besteht aus den Transformatoren T1, den Dioden D1 bis D4, dem dreipoligen Regler U1 (7812) und anderen Komponenten und gibt eine Spannung von +12 V zur Versorgung des Steuerkreises aus.
Die Erkennung und der Vergleich der Stromnetzspannung bestehen aus Komponenten wie den Operationsverstärkern U3 (LM324) und U2 (TL431). Die Netzspannung wird durch den Widerstand R9 heruntertransformiert, D5 wird einweggleichgerichtet. C5 wird gefiltert, und eine Gleichspannung von etwa 7 V wird als Abtasterfassungsspannung erhalten. Die abgetastete Detektionsspannung wird durch einen Tiefpassfilter bestehend aus U3B (LM324) gefiltert und zum Vergleich mit der Referenzspannung an den Komparator U3D (LM324) gesendet. Die Referenzspannung des Komparators wird von der Spannungsreferenzquelle U2 (TL431) bereitgestellt. Potentiometer VR1 wird verwendet, um die Amplitude der Abtastdetektionsspannung einzustellen, und VR2 wird verwendet, um die Referenzspannung einzustellen.
Der Ausgangsaktuator besteht aus den Relais RL1 und RL3, dem Hochstrom-Luftfahrtschütz RL2, der Wechselstromdrossel L1 usw. Wenn die Netzspannung niedriger als 235 V ist, gibt der Komparator U3D einen niedrigen Pegel aus, die Dreiröhre Q1 wird ausgeschaltet, das Relais RL1 fällt ab, sein Öffner wird mit dem Stromversorgungskreis des Luftfahrtschützes RL2, RL2 . verbunden wird angezogen und die Drossel L1 ist kurzgeschlossen Funktioniert nicht; Wenn die Netzspannung höher als 235 V ist, gibt der Komparator U3D einen hohen Pegel aus, die Dreiröhre Q1 wird eingeschaltet, das Relais RL1 zieht an, sein normalerweise geschlossener Kontakt trennt den Stromversorgungskreis des Luftfahrtschützes RL2 und RL2 ist freigegeben.
Der Reaktor L1 ist an den Stromversorgungskreis der Solarstraßenlaterne angeschlossen, und die zu hohe Netzspannung ist Teil davon, um sicherzustellen, dass die Betriebsspannung der Solarstraßenlaterne 235 V nicht überschreitet. Die LED1 wird verwendet, um den Arbeitszustand des Relais RL1 anzuzeigen. Die LED2 wird verwendet, um den Arbeitszustand des Luftfahrtschützes RL2 anzuzeigen, und der Varistor MY1 wird verwendet, um den Kontakt zu löschen.
Die Rolle des Relais RL3 besteht darin, den Stromverbrauch des Luftfahrtschützes RL2 zu reduzieren, da der Anlaufspulenwiderstand von RL2 nur 4 Ω beträgt und der Spulenwiderstand bei etwa 70 Ω gehalten wird. Wenn DC 24 V hinzugefügt werden, beträgt der Anlaufstrom 6 A und der Haltestrom ist ebenfalls größer als 300 mA. Das Relais RL3 schaltet die Spulenspannung des Luftfahrtkontakts RL2, wodurch der Haltestromverbrauch reduziert wird.
Das Prinzip ist: Wenn RL2 startet, schließt sein normalerweise geschlossener Hilfskontakt die Spule von Relais RL3 kurz, RL3 wird freigegeben und der normalerweise geschlossene Kontakt verbindet die Hochspannungsklemme 28 V des Transformators T1 mit dem Brückengleichrichtereingang von RL2; nach dem Start von RL2 wird sein Der Öffner-Hilfskontakt wird geöffnet und das Relais RL3 wird elektrisch angezogen. Der Schließerkontakt verbindet die Niederspannungsklemme 14V des Transformators T1 mit der Brückengleichrichtungseingangsklemme von RL2 und hält den Luftfahrtunternehmer mit 50% der Startspulenspannung RL2 im Anzugszustand
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