El diseño de resistencia al viento del soporte del componente de la batería y el poste de luz.
Antes, un amigo me preguntaba sobre la resistencia al viento y la presión de las farolas solares. Ahora también podríamos hacer el cálculo.
Alumbrado público solar En el sistema de alumbrado público solar, un aspecto estructuralmente importante es el diseño de la resistencia al viento. El diseño de resistencia al viento se divide principalmente en dos partes principales, una es el diseño de resistencia al viento del soporte del componente de la batería y la otra es el diseño de resistencia al viento del poste de luz.
De acuerdo con los datos de parámetros técnicos de los fabricantes de módulos de batería, el módulo de celda solar puede soportar una presión contra el viento de 2700Pa. Si se selecciona un coeficiente de resistencia al viento de 27 m/s (equivalente a un tifón de diez niveles), según la mecánica de fluidos no viscosos, la presión del viento del conjunto de la batería es de solo 365 Pa. Por lo tanto, el componente en sí puede soportar una velocidad del viento de 27 m/s sin sufrir daños. Por lo tanto, la consideración clave en el diseño es la conexión entre el soporte del ensamblaje de la batería y el poste de luz.
En el diseño del sistema de alumbrado público solar, el diseño de conexión del soporte del conjunto de la batería y el poste de la lámpara está conectado de forma fija mediante una varilla de perno.
Diseño a prueba de viento de farola
Los parámetros de la farola solar son los siguientes:
Ángulo de inclinación del panel A = 16o altura del poste = 5m
El diseño del fabricante de farolas solares selecciona el ancho de la costura de soldadura en la parte inferior del poste de luz δ = 4 mm y el diámetro exterior de la parte inferior del poste de luz = 168 mm
La superficie de la soldadura es la superficie de destrucción del poste de luz. La distancia desde el punto de cálculo P del momento de resistencia W de la superficie de destrucción del poste de la lámpara hasta la línea de acción de la carga del panel F recibida por el poste de la lámpara es PQ = [5000+(168+6)/tan16o]×Sin16o = 1545mm=1.545m. Por lo tanto, el momento de la carga del viento en la superficie de destrucción del poste de la lámpara M = F × 1.545.
De acuerdo con la velocidad máxima permitida del viento del diseño de 27 m/s, la carga básica del panel de alumbrado público solar de lámpara doble de 2 × 30 W es de 730 N. Considerando el factor de seguridad de 1.3, F = 1.3×730 = 949N.
Por lo tanto, M = F × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466 N.m.
De acuerdo con la derivación matemática, el momento de resistencia de la superficie de falla circular en forma de anillo W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3).
En la fórmula anterior, r es el diámetro interior del anillo y δ es el ancho del anillo.
Momento de resistencia de la superficie de falla W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43) = 88768mm3
=88.768×10-6m3
Esfuerzo causado por la carga del viento que actúa sobre la superficie de falla = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5Mpa<<215Mpa
Entre ellos, 215 Mpa es la resistencia a la flexión del acero Q235.
Por lo tanto, el ancho de la costura de soldadura diseñado y seleccionado por el fabricante de farolas solares cumple con los requisitos. Siempre que se pueda garantizar la calidad de la soldadura, la resistencia al viento del poste de luz no es un problema.
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Farola Información
Las horas de trabajo especiales de las farolas solares se ven afectadas por diferentes entornos de trabajo, como el clima y el medio ambiente. La vida útil de muchas bombillas de alumbrado público se verá muy afectada. Bajo la inspección de nuestro personal relevante, se ha encontrado que los cambios en los dispositivos de ahorro de energía de las farolas tienen un efecto muy bueno y ahorran electricidad. Obviamente, la carga de trabajo de los trabajadores de mantenimiento de alumbrado público y postes de luz en nuestra ciudad se reduce considerablemente.
Principio del circuito
En la actualidad, las fuentes de iluminación vial urbana son principalmente lámparas de sodio y lámparas de mercurio. El circuito de trabajo está compuesto por lámparas de sodio o bombillas de mercurio, balastos inductivos y disparadores electrónicos. El factor de potencia es de 0.45 cuando el condensador de compensación no está conectado y es de 0.90. El rendimiento general de la carga inductiva. El principio de funcionamiento de este ahorrador de energía de alumbrado público solar es conectar un reactor de CA adecuado en serie en el circuito de suministro de energía. Cuando la tensión de red es inferior a 235V, el reactor se cortocircuita y no funciona; cuando el voltaje de la red es superior a 235 V, el reactor se pone en funcionamiento para garantizar que el voltaje de funcionamiento de la farola solar no supere los 235 V.
Todo el circuito se compone de tres partes: fuente de alimentación, detección y comparación de voltaje de la red eléctrica y actuador de salida. El diagrama esquemático eléctrico se muestra en la siguiente figura.
El circuito de suministro de energía del alumbrado público solar está compuesto por transformadores T1, diodos D1 a D4, regulador de tres terminales U1 (7812) y otros componentes, y salidas de voltaje de +12 V para alimentar el circuito de control.
La detección y comparación de voltaje de la red eléctrica se componen de componentes como el amplificador operacional U3 (LM324) y U2 (TL431). El voltaje de la red se reduce mediante la resistencia R9, D5 se rectifica en media onda. C5 se filtra y se obtiene un voltaje de CC de aproximadamente 7 V como voltaje de detección de muestreo. El voltaje de detección muestreado se filtra mediante un filtro de paso bajo compuesto por U3B (LM324) y se envía al comparador U3D (LM324) para compararlo con el voltaje de referencia. La tensión de referencia del comparador la proporciona la fuente de referencia de tensión U2 (TL431). El potenciómetro VR1 se usa para ajustar la amplitud del voltaje de detección de muestreo y el VR2 se usa para ajustar el voltaje de referencia.
El actuador de salida está compuesto por los relés RL1 y RL3, el contactor de aviación de alta corriente RL2, el reactor de CA L1, etc. Cuando el voltaje de la red es inferior a 235 V, el comparador U3D emite un nivel bajo, el Q1 de tres tubos se apaga, el relé RL1 se libera, su contacto normalmente cerrado se conecta al circuito de alimentación del contactor de aviación RL2, RL2 es atraído, y el reactor L1 está cortocircuitado No funciona; cuando el voltaje de la red es superior a 235 V, el comparador U3D emite un nivel alto, el Q1 de tres tubos se enciende, el relé RL1 se activa, su contacto normalmente cerrado desconecta el circuito de suministro de energía del contactor de aviación RL2 y RL2 es liberado.
El reactor L1 está conectado al circuito de suministro de energía del alumbrado público solar, y el voltaje de red excesivamente alto es parte de él para garantizar que el voltaje de funcionamiento del alumbrado público solar no supere los 235 V. El LED1 se utiliza para indicar el estado de funcionamiento del relé RL1. El LED2 se usa para indicar el estado de funcionamiento del contactor de aviación RL2, y el varistor MY1 se usa para extinguir el contacto.
La función del relé RL3 es reducir el consumo de energía del contactor de aviación RL2, ya que la resistencia de la bobina de arranque del RL2 es de solo 4 Ω y la resistencia de la bobina se mantiene en alrededor de 70 Ω. Cuando se agrega DC 24V, la corriente de arranque es de 6A y la corriente de mantenimiento también es superior a 300mA. El relé RL3 cambia el voltaje de la bobina del contacto de aviación RL2 reduciendo el consumo de energía de retención.
El principio es: cuando RL2 arranca, su contacto auxiliar normalmente cerrado corta la bobina del relé RL3, RL3 se libera y el contacto normalmente cerrado conecta el terminal de alto voltaje 28V del transformador T1 a la entrada del puente rectificador de RL2; después de que RL2 arranca, su contacto auxiliar normalmente cerrado se abre y el relé RL3 es atraído eléctricamente. El contacto normalmente abierto conecta el terminal de bajo voltaje de 14 V del transformador T1 al terminal de entrada de rectificación del puente de RL2 y mantiene al contratista de aviación con el 50 % del voltaje de la bobina de arranque en el estado de activación de RL2.
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