Автомобилистам и водителям знакома ситуация запуска автомобилей зимой, особенно если автомобильный аккумулятор "не первой свежести", и на улице далеко не плюсовая температура.
Если есть возможность к автомобилю "подвести" удлинителями сетевое напряжение, или ещё лучше, когда автомобиль находится в электрифицированном гараже, предлагается в помощь пусковое устройство.
В недавнем времени возникли проблемы с аккумуляторными батареями и нужно было придумать, как запускать автомобили своевременно и без проблем. Для этого необходимо было пусковое устройство.
Уже имеющиеся схемные решения оказались сложными и в отдалённом от Митинского радио рынка уголке, найти нужные радиоэлементы оказалось проблемно. Поэтому было разработано ниже приведённое устройство на радиоэлементах из старых советских бытовых приборов, ну конечно трансформаторы и тиристоры были из списанной военной техники.
Данное устройство рассчитывалось на эксплуатацию "высоко грамотными" специалистами, по этому часть элементов там в принципе лишние. Подобное устройство отработало в автомобильных боксах более 12 лет, и сжечь его "эксплуатационщикам" за это время не удалось.
Схема пускового устройства приведена ниже.
Принцип его работы заключается в следующем; - при подключении его к аккумулятору автомобиля оно "молчит", после того как в момент запуска напряжение на аккумуляторе станет менее 10 вольт, открываются тиристоры и идёт подпитка от сети. Как только напряжение на аккумуляторе становится выше 10 вольт, оно отключается, тем самым не портит аккумулятор.
В качестве трансформатора можно использовать любой подходящий, мощностью не менее 500 Ватт, и с сечением проводов вторичной обмотки не менее 2х7 кв.мм (7 кв.мм это провод диаметром 3 мм), или для мостовой схемы выпрямителя 14 кв.мм с выходным напряжением 15-18 вольт, оптимальное напряжение около 18 вольт. Описывать порядок изготовления трансформатора не вижу смысла, нужно конкретное железо, а под него уже расчёты. В качестве тиристоров, можно применить любые на ток не менее 80 ампер (Т-15-80, Т15-100,Т-80,Т-125, Т142-80, Т242-80,Т151-80, Т161-125 и другие), или не менее 160 ампер при мостовой схеме выпрямителя (Т15-160......Т15-250, Т16-250.....Т16-500, Т161-160, Т123-200....Т123-320,Т161-160, Т160, Т200, и другие). Диоды в мостовой схеме выпрямителя тоже должны быть рассчитаны на ток не менее чем 80 ампер (Д131-80, Д132-80, 2Д131-80,2ДЧ151-80, Д141-100, 2Д141-100,2Д151-125, В200,В7-200 и другие). Ориентироваться нужно на толстый провод торчащий из диода (в палец толщиной) или на вторую цифру в обозначении марки диода, обычно, но бывает и первая. Вместо диодов КД105, можно применить любые выпрямительные с током не менее 0,3 А (Д226, Д237, КД209, КД208, КД202, из выпрямителя любого китайского адаптера, даже сетевые). Стабилитрон Д814А, можно заменить на любой, но с напряжением стабилизации около 8 вольт, (Д808, 2С182,КС182, 2С482А, 2С411А, 2С180). Транзисторы, в первом варианте вместо КТ3107 использовался КТ361 с h21э более 100, вместо КТ816 подойдет КТ814, и даже П214, также можно применить и КТ825, КТ973, КТ818. Резисторы (кроме управления тиристорами) любой мощности. Участки цепи выделенные на схеме жирными линиями должны выполняться проводниками сечением не менее 10 кв.мм., по ним будет протекать весь пусковой ток.
Вот вариант исполнения устройства на печатной плате нашим пользователем Serg_K
Данная схема с указанными номиналами и напряжениями рассчитана на 12-ти вольтовое оборудование, но она может быть использована и для 24-х вольтового, для этого необходим трансформатор с выходным напряжением 28-32 Вольт и стабилитрон Д814А необходимо заменить на два включённых последовательно Д814В, либо двух других напряжением стабилизации около 10-ти вольт (Д810,Д814В, 2С210А, 2С510А, КС510).
Проверить устройство можно так;
Подключаете на выход устройства автомобильную лампу, можно не очень мощную, напр. от габаритов, лучше поставить две последовательно или одну на 24 вольта.
Далее подключаете, соблюдая полярность, вместо АКБ к лампе - регулируемый блок питания желательно без электролитических конденсаторов на выходе.
Зарядное устройство с тиристорным регулятором в качестве регулируемого БП не подойдёт, так как оно выдаёт на выходе импульсы напряжения регулируемые по длительности, а нужно регулировать напряжение по амплитуде.
Далее включаете БП и выставляете напряжение 13в (лампа горит).
Далее включаете пусковое - ничего не должно измениться.
Далее плавно уменьшаете напряжение БП (накал лампы уменьшается) и по достижении напряжения БП в районе 10 вольт (плюс-минус вольт) - должно запуститься пусковое, т.е. накал лампы резко увеличится и на неё будет подаваться напряжение с пускового транса - 18 вольт (поэтому лампа лучше на 24В).
Дальше, если опять начать повышать напряжение БП - то пусковое должно отключиться (накал лампы уменьшиться).
Вот и вся настройка.
Из реальных конструкций, трансформатора мощностью 500 Ватт достаточно для запуска легкового автомобиля, 24-х вольтовом варианте с мощностью трансформатора 2 кВт свободно запускало седельный тягач MANN. Сетевые провода должны иметь сечение не менее 2,5 кв.мм.
Вроде всё написал.
Если возникнут какие то "непонятки" по статье, задавайте вопросы , помогу разобраться и отвечу на вопросы.
Аккумулятор - верный друг и помощник в самых сложных ситуациях, но он, к сожалению, не вечен. Ещё бы ничего, если бы АКБ умирала мгновенно, без надежды на восстановление. Но она теряет характеристики постепенно, поэтому часто оказывается, что стартер прокрутить просто невозможно. Пик выхода АКБ из строя приходится на зиму, когда технике особенно тяжело запускаться в мороз. И тогда на помощь приходит либо сосед по гаражу с проводами для прикуривания, или запасная батарея. Или хорошее пусковое устройство, которое есть у каждого запасливого автолюбителя.
Виды пусковых устройств
Имея некоторые навыки в радиоэлектронике, собираем пусковое устройство для автомобиля своими руками. Чертежи и фото мы покажем, но для начала определимся с его типом, поскольку они бывают разными. Независимо от типа, нам, как пользователям, важно, чтобы ПУ могло работать без помощи аккумулятора и запускало двигатель не на пределе возможностей, краснея и дымясь, а работая стабильно даже в сильный мороз. Это самое важное условие при выборе готового зарядно-пускового аппарата или сборке своими силами.
Особого разносола тут нет. Механизм бывает одного из четырёх типов:
- импульсный;
- трансформаторный;
- аккумуляторный;
- конденсаторный.
Суть работы каждого из них в конечном итоге сводится к тому, чтобы отдать бортовой электросети ток нужного номинала и напряжения, 12 или 24 вольта, в зависимости от типа электрооборудования на борту.
Трансформаторное ПУ, параметры
Популярны среди самодельщиков трансформаторные ПУ. Принцип их работы объяснять, пожалуй, не нужно - это трансформатор, который преобразует сетевое электричество до нужных параметров. Минус у этих устройств один - громадные размеры и вес. Зато они надёжны и изменяют выходные параметры по напряжению и силе тока так, как это необходимо. Достаточно мощные и запускают двигатель даже с мёртвым аккумулятором. Простейший чертёж для пускателя на основе трансформатора показан ниже.
Как подобрать трансформатор
Чтобы сделать прибор самостоятельно, достаточно найти подходящий трансформатор, а для уверенного пуска он должен выдавать не менее 100 А и напряжение 12 В, если мы говорим о легковушке. Если попросить пятиклассника, то он сможет рассчитать мощность. В нашем случае - это 1,2, а лучше 1,4 кВт. Без АКБ запустить мотор таким током едва ли удастся, потому что стартеру нужно минимум 200 А. Штатный АКБ поможет раскрутить коленвал, а вращаясь, стартер стартер потребляет не более 100 А, что и выдаст наш прибор.
Площадь сердечника не может быть меньше 37 см², а провод первичной обмотки - минимум 2 мм². Вторичка наматывается медным проводом сечением 10 квадратов, а количество витков подбирается опытным путём так, чтобы напряжение холостого хода было не больше 13,9В.
Схема и тонкости сборки ПУ
Вычислить параметры трансформатора - это далеко не все. Устройство работает так. Подключаем силовые провода прямо к клеммам АКБ, при этом никакого напряжения на выходе из ПУ нет до тех пор, пока напряжение аккумулятора не упадёт ниже порога срабатывания тиристоров, которые указаны на схеме. Как только напряжение на клеммах АКБ падает, тиристоры открывают вход и только тогда электрооборудование запитается от прибора. Как только напряжение на клеммах АКБ вырастет до 12 В, тиристоры закрываются и устройство автоматически отключается. Это позволяет сберечь батарею от перегрузок.
Тиристорный вариант может быть собран по двум методикам - по двухполупериодной схеме и по мостовой. Если выпрямитель мостовой, тогда тиристоры надо подбирать вдвое мощнее. То есть по первой схеме тиристоры рассчитываются минимум на 80 А, а при мостовой - минимум 160 А. Диоды рассчитываются на ток не менее 100 А. Эти элементы легко узнать по плетёному выходному наконечнику. Транзистор KT3107 можно заменить на 361-й. К сопротивлениям в управляющей цепи только одно требование - мощность их должна быть не меньше одного Ватта.
Выходные провода, естественно, должны соответствовать току и как правило, для этого берут аналог от сварочного аппарата. Естественно, они не тоньше провода вторички. Провод, который подсоединяет сеть, имеет сечение каждой из жил минимум 2,5 квадратных миллиметров. Простая и надёжная сборка, которая запустит двигатель в любой мороз. Тем не менее, существуют и другие варианты, которые можно купить в магазине.
Импульсное зарядно пусковое устройство
Импульсный прибор - отличный вариант, когда нужно постоянно следить за аккумулятором и поддерживать его в рабочем состоянии. Такие конструкции работают по принципу импульсного преобразования тока, и они собраны на микропроцессорах и контроллерах. Он не может показать большую мощность, поэтому для пуска, особенно при сильных минусовых температурах, может не подойти, но для зарядки АКБ подходят отлично.
Они компактны, на них невысокие цены, весят очень мало и симпатично выглядят. Но малая мощность, точнее небольшой пусковой ток, который они выдают, не позволят запустить машину при сильно разряженных банках в холод. К тому же точная электроника не терпит перепадов напряжения и скачков частоты тока, что в наших сетях не редкость, а отремонтировать в случае чего такой прибор сможет даже не каждая мастерская.
Мобильные ПУ
Ещё один вид ПУ, точнее сразу два, похожих по принципу действия - аккумуляторное и конденсаторное. Конденсаторный прибор работает за счёт разрядки заряженных конденсаторов по команде. Особенно сложным их состав назвать нельзя, но сами конденсаторы таких номиналов довольно дороги и не восстанавливаются после повреждений или пересыхания. Используют их очень редко, хотя они довольно мобильны, но из-за высоких нерегулируемых токов есть риск нанести вред АКБ.
Бустеры, или аккумуляторные пускачи, работают ещё проще. По большому счёту, это просто дополнительная батарея в автономном корпусе. Именно автономность принесла им популярность. Их можно использовать хоть в степи, где нет электричества. Предварительно заряженный аккумулятор подключается к бортовой электросети и спокойно запускает двигатель. При этом важно выбрать ёмкость бустера и его пусковой ток. Он не может быть меньше, чем у стандартной батареи. Бытовые автономные установки имеют ёмкость от 18 А/ч, а более дорогие и громоздкие, профессиональные приборы, могут иметь ёмкость порядка 200 А/ч.
Любое из этих помощников водителя поможет запустить двигатель, но надёжнее и дешевле трансформаторного ПУ, собранного своими руками, пока нет. Удачной всем работы и быстрого пуска!
Время от времени у любого автомобилиста возникает ситуация когда автомобиль не завёлся, а ехать нужно обязательно. Особенно часто такая ситуация возникает в зимний период эксплуатации при минусовых температурах. Приобрести современное для автомобиля в магазине не составит особых проблем. Однако существует проблема в том, что хорошее пуско-зарядное устройство стоит больших денег, а недорогие устройства очень быстро выходят из строя.
Сделать устройство своими руками довольно просто, приобрести детали необходимые для пуско-зарядного устройства можно в любом крупном радиомагазине. При этом собранное устройство для автомобиля обойдётся значительно дешевле и будет соответствовать вашим потребностям.
Выбор устройства
Выбрать соответствующую схему для можно на многих интернет ресурсах с подробным описанием выполняемых функций. Если вы собираете такое пусковое устройство самостоятельно первый раз, и у вас недостаточно опыта следует остановиться для начала на самых простых схемах. При выборе схемы следует обратить внимание на то, чтобы в схеме был переключатель или иное устройство, отключающее при режиме пуска амперметр.
На многих ресурсах предлагается самостоятельно сделать или собрать понижающий трансформатор, однако этот процесс довольно сложный и требует определённых навыков. Поэтому лучше приобрести соответствующий понижающий трансформатор заводского изготовления, чем сделать его своими руками. Так как понижающий трансформатор является основой пуско-зарядного устройства, то экономить на нём не следует.
Материалы и оборудование
Для того чтобы собрать пуско-зарядное устройство своими руками потребуются следующие материалы и оборудование:
Сборка устройства
Сборку пуско — зарядного устройства для автомобиля следует проводить на листе текстолита соответствующего размера. Начинать следует с понижающего трансформатора, так как это наиболее громоздкая деталь в собираемом устройстве. Для крепежа деталей и прохождения проводов в текстолите просверливаются отверстия соответствующего диаметра. Для выпрямительных диодов следует предусмотреть хорошее охлаждение, для чего используют специальные металлические рубашки охлаждения. В некоторых случаях этого бывает недостаточно и для этого следует предусмотреть принудительное охлаждение при помощи корпусного вентилятора от обычного компьютераи отвод тепла. Для отвода тепла следует предусмотреть в корпусе теплоотводящие жалюзи и сделать их своими руками довольно просто.
Некоторые автолюбители считают, что собранное пуско – зарядное устройство не обязательно заключать в корпус. Однако корпус устройства защищает как само устройство от внешнего воздействия, так и предохраняет самого владельца от поражения электрическим током. В качестве ограждения пуско-зарядного устройства идеально подойдёт корпус от старого компьютера, и после небольшой доработки придаст собранному устройству вид завершённости. На передней панели корпуса можно удобно закрепить все индикаторы, переключатели и другие элементы управления.
- При выборе понижающего трансформатора следует позаботиться о запасе мощности. Более мощное устройство будет меньше нагреваться при работе, следовательно, дольше прослужит. Если со временем вам захочется переделать устройство на более функциональное и как следствие более энергозатратное, то запас мощности избавит от приобретения нового понижающего трансформатора или сборки его своими руками, а это одна из наиболее дорогих деталей собранного пуско-зарядного устройства.
- При выборе проводов для высокого напряжения следует остановить свой выбор на кабеле с хорошей изоляцией. Во первых, хорошая защита никогда не повредит, а во вторых кабель будет меньше путаться, чем провода.
- Провода для зарядки также можно сделать из кабеля сняв часть изоляционного слоя в местах подключения к устройству и аккумулятору. Провод для пускового устройства следует брать из мягкой меди покрытым хорошей изоляцией. При принудительном пуске автомобиля провода с недостаточным сечением могут греться, изоляция в этом случае теряет свои свойства и может произойти короткое замыкание. Будет лучше, если провода для пуска автомобиля будут съёмными, эксплуатация пуско-зарядного устройства в этом случае более удобна.
Надежный запуск двигателя легкового автомобиля зимой иногда может превратиться в проблему. Особенно актуален этот вопрос для мощной автотракторной техники сельхозпредприятий, дорожно–коммунальных служб, которые эксплуатируют её в условиях безгаражного хранения. Этого не произойдёт, если под рукой будет электронный помощник, изготовить который может радиолюбитель средней квалификации.
Пусковое устройство такого типа было изготовлено по рекомендациям, описанным в статье «Пусковое устройство» (И.П. Шелестов. Радиолюбителям полезные схемы. Книга 1. М.: «Солон» 1998 г. с.95 – 96). Первые испытания показали, что называть его пусковым устройством можно с известной долей условности. Оно способно работать лишь в режиме «прикуривателя», т.е. совместно с аккумуляторной батареей автомобиля, а потому правильнее было бы называть его зарядно–пусковым устройством. При низких температурах окружающего воздуха, запуск двигателя приходилось осуществлять в два этапа:
Подзарядка аккумуляторной батареи в течение 10-20 секунд;
- совместная «раскрутка» двигателя.
Приемлемая частота вращения стартера сохранялась 3-5 секунд, а затем резко снижалась. Если двигатель не завелся с первой попытки, приходилось повторять всё сначала. Итак, несколько раз. Эта процедура не только утомительна, но и не желательна по двум причинам:
Ведёт к перегреву стартера и его повышенному износу;
--снижает срок службы аккумулятора (зимой стартерные токи легковых автомобилей достигают 250 А. Они вызывают деформацию аккумуляторных пластин, отслоение активного вещества и т.д.).
И дело здесь не только в том, что аккумуляторная батарея «не первой свежести». Как известно из литературы (Н.М. Ильин, Ю.Л. Тимофеев, В.Я. Ваняев. Электрооборудование автомобилей. М.: Транспорт, 1982 г.), разрядная ёмкость зависит не только от срока службы аккумуляторов, но и температуры электролита. Номинальная ёмкость гарантируется ТУ при температуре электролита +25°С. С понижением температуры увеличивается вязкость электролита, что приводит к уменьшению разрядной ёмкости примерно на 1% на каждый градус понижения температуры. Таким образом, даже новая аккумуляторная батарея зимой значительно теряет свои «пусковые» возможности.
Избежать указанных недостатков можно только в том случае, если мощность пускового устройства будет достаточной для самостоятельного (без помощи аккумулятора) запуска холодного автомобиля. Это позволит также существенно продлить активный срок службы аккумуляторной батареи.
Попробуем, примерно, оценить параметры такого пускового устройства. Как известно из литературы , в стартерном режиме рабочий ток аккумулятора:
Iр = 3 ? С20, А,
Где С20 - номинальная ёмкость батареи (А·ч). Напряжение в стартерном режиме на каждом аккумуляторе должно быть не ниже 1,75 В. Т.о. для 12- вольтовой батареи:
Uр = 6 ? 1, 75 В = 10,5 В,
Где Uр – минимальное рабочее напряжение аккумуляторной батареи в стартерном режиме, В.
Отсюда мощность, подводимая к стартеру:
Рст = Uр? Iр, Вт.
Например, если на легковом автомобиле установлена аккумуляторная батарея 6 СТ–60, то мощность, подводимая к стартеру, составит:
Рст = 10,5 · 3 · 60= 1890 (Вт).
Исключением из этого правила является аккумуляторная батарея 6 СТ–55, стартерный ток которой составляет: Iр = 255 А, а мощность подводимая к стартеру может составить:
Рст = 10,5 В · 255 А=2677,5 Вт.
Используя данные таблицы 1, можно рассчитать мощность, подводимую к стартеру любого автомобиля. При этой мощности обеспечивается такая частота вращения коленчатого вала (40–50 об/мин – для карбюраторных двигателей и 80–120 об/мин – для дизельных), которая гарантирует надежный запуск двигателя.
Таблица № 1
| N/N | Тип стартера | Номинальная мощность, кВт | Номинальное напряжение,В | Примняетсяна двигателях | Тип аккумуляторной батареи | Мощность трансформатора пускового устройства, кВт |
| 1 | СТ 230А, СТ230К. |
1,03 | 12 | Автомобили «Волга», ЗИЛ-130 |
6СТ-60 6СТ-90 |
4 |
| 2 | СТ 221 | 1,25 | 12 | «ВАЗ» | 6СТ-55 | 4 |
| 3 | СТ 117А | 1,18 | 12 | «Москвич» | 6СТ-55 | 4 |
| 4 | СТ 222А | 2,2 | 12 | Тракторы | 2?6СТ-150 | 6 |
| 5 | СТ 142 | 7,73 | 24 | Автомобили «КАМАЗ», «ЗИЛ-133 ГЯ» |
2?6СТ-190 | 16-20 |
| 6 | СТ103А-01 | 8,2 | 24 | Тракторы «Кировец», |
2?6СТ-190 | 16-20 |
Сопоставляя данные таблицы № 1 и расчеты, приведённые выше, можно сделать несколько выводов:
Для большинства легковых автомобилей, реальная мощность, подводимая к стартеру, превышает его номинальную (паспортную) мощность в 2-2,5 раза и составляет:
1900 ? Рст? 2700 [Вт];
Для грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями этот показатель может быть ещё выше:
2400 ? Рст? 3310 [Вт];
Для автомобилей с дизельным двигателем:
Рст = 2 · 10,5 · 570 = 11970 [Вт],
(у них две батареи 6 СТ - 190 включены последовательно).
При расчете понижающего трансформатора пускового устройства необходимо учесть потери на выпрямительном блоке, подводящих проводах, окисленных контактных поверхностях соединительных клещен и выводах стартера. Как показал опыт, мощность понижающего трансформатора пускового устройства для легкового автомобиля должна быть не менее Ртр = 4 кВт.
За основу была взята схема, приведённая в , но с более мощным трансформатором Т1. (см рис. 1).
Рис.1 Схема однофазного пускового устройства.
Scт = 27 см2, Scт = а? в (Scт – площадь сечения магнитопровода, см2)
(см рис. 2).
Рис.2 а,б Магнитопровод
Количество витков на 1 В рабочего напряжения рассчитывалось по формуле:
Число витков первичной обмотки трансформатора составило:
W1=220 · Т=220 · 30/27 = 244;
Вторичной обмотки:
W2 = W3 = 16 · Т= 16 · 30/27 = 18.
Первичная обмотка намотана проводом ПЭТВ? 2,12 мм, вторичная – алюминиевая шина сечением 36 мм2. Выключатель SА1 типа АЕ – 1031 (с встроенной тепловой защитой) на ток 25 А. Диоды VD1, VD2 типа Д161–250.
Амплитуда магнитной индукции в сердечнике трансформатора Вм = 1,7 Тл. Ток холостого хода при таких значениях Вм достигает значений Iхх = 3,5 А, что снижает КПД трансформатора. Однако здесь необходимо принять во внимание следующее обстоятельство. Рабочий ток в первичной обмотке трансформатора I1 в момент запуска может достигать значений 18–20 А, вызывая падение напряжения в подводящих проводах осветительной сети на 15–20 В. Таким образом, к первичной обмотке трансформатора будет приложено не 220 В, а 200 В. Это снижает величину Вм и ток холостого хода, что увеличивает КПД трансформатора в момент пуска.
Несколько советов о подготовке тороидального сердечника. Статор, вышедшего из строя электродвигателя освобождают от остатков обмотки. С помощью остро заточенного зубила и молотка вырубывают зубцы статора. Сделать это не сложно, т.к. железо мягкое, но нужно воспользоваться защитными очками и рукавицами. Затем из металлического прутка? 7–8 мм готовят две П–образные скобы, которыми сердечник трансформатора будет крепиться к рамке–основанию. На обоих концах скоб нарезают резьбу под гайки М6. Из металлической ленты, толщиной 3–4 мм и шириной 18–20 мм, согнутой П–образно, готовят рукоятку трансформатора. Края П–образной пластины дополнительно изгибают навстречу друг другу, получая «язычки» длинной 5–8 см, к которым будет крепиться деревянная рукоятка. С этой целью в «язычках» просверливают отверстия? 7 мм. Две скобы и металлическую часть рукоятки обматывают слоем ткани, пропитанной эпоксидной смолой и приклеивают к внутренней части тороида: рукоятку вверху, скобы внизу на некото-ром расстоянии друг от друга. Весь сердечник также покрывают одним–двумя слоями ткани, пропитанной эпоксидной смолой. После высыхания эпоксидной смолы, приступают к намотке обмоток. Первичную обмотку мотают первой, равномерно распределяя по всему периметру. После выполнения первичной обмотки, трансформатор включают в сеть и замеряют ток холостого хода, который не должен превышать 3,5 А. Необходимо помнить, что при Вм = 1,7 Тл сердечник близок к насыщению, а потому, даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока Iхх первичной обмотки.
Перед намоткой вторичной обмотки в металлической части рукоятки сбоку сверлят отверстие под болт с резьбой М12, который будет служить выводом от средней точки обмотки и одновременно «плюсовой» клеммой. Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы рамки- основания пускового устройства не только для крепления диодов, но и качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок.
Выводы вторичных полуобмоток соединят с «плюсовой» клеммой, витки равномерно распределяют по всему периметру сердечника. При укладке используют деревянный молоток.
Далее с помощью сварки готовят рамку–основание. Для этого используют металлические прутки? 10–12 мм. С одной стороны рамки на алюминиевой или медной пластине толщиной 3–4 мм крепят выпрямительные диоды. Здесь же сверлят отверстие под болт М12, который будет служить «минусом» устройства. На другой стороне рамки приваривают отрезок угольника и крепят к нему выключатель SА1.
Теперь о проводах, соединяющих пусковое устройство со стартером. Любая небрежность в их изготовлении может «свести на нет» все ваши усилия. Покажем это на конкретном примере. Пусть сопротивление Rпр всего соединительного тракта от выпрямителя до стартера будет равно: Rпр=0,01 Ом, тогда при токе Iр=250 А падение напряжения на проводах составит:
Uпр=Iр · Rпр = 250 А = 0,01 Ом = 2,5 В;
Мощность потерь на проводах:
Рпр=Uпр · Iр = 625 Вт.
В результате к стартеру в рабочем режиме будет подведено напряжение не 14 В, а 11,5 В, что, конечно же, нежелательно. Следовательно, длина соединительных проводов должна быть как можно меньше (l ? 1,5 м), а площадь поперечного сечения, как можно больше (Sп? 100 мм2). Провода должны быть многожильными медными в резиновой изоляции. Для удобства, соединение со стартером делается разъёмным с помощью клещен или мощных зажимов, применяемых в качестве держателей электродов для бытовых сварочных аппаратов. Общий вид однофазного пускового устройства показан на рис.3.
Рис.3 Общий вид однофазного пускового устройства.
Изложенная методика расчета пускового устройства является универсальной и применима к двигателям любой мощности. Продемонстрируем это на примере стартера СТ–222 А, применяемого на тракторах Т–16, Т–25, Т–30 Владимирского тракторного завода.
Основные сведения о стартере СТ-222 А:
Номинальное напряжение – 12 В;
Номинальная мощность – 2,2 кВт;
Тип аккумуляторной батареи – 2 ?3СТ–150.
Iр=3 · С20= 3 · 150 А = 450 А,
Мощность, подводимая к стартеру составит:
Рст = 10,5 В · 450 А = 4725 Вт.
Учитывая мощность потерь:
Рп = 1–1,3 кВт.
Мощность трансформатора пускового устройства:
Ртр = Рст + Рп = 6 кВт.
Сечение магнитопровода Scт = 46–50 см2. Плотность тока в обмотках берут равной:
J = 3 – 5 А/мм2.
Кратковременный режим работы пускового устройства (5–10 секунд) допускает его использование в однофазных сетях. Для более мощных стартеров трансформатор пускового устройства должен быть трёхфазным. Расскажем об особенностях его конструкции на примере пускового устройства для мощного дизельного трактора «Кировец» (К–700, К–701). Его стартер СТ–103А–01 имеет номинальную мощность 8,2 кВт при номинальном напряжении 24 В. Мощность трансформатора пускового устройства (с учётом потерь) составит:
Ртр = 16 – 20 кВт.
Упрощенный расчёт трёхфазного трансформатора производят с учётом рекомендаций, изложенных в . Если есть возможность, можно воспользоваться промышленными понижающими трансформаторами типа ТСПК–20А, ТМОБ–63 и др., подключаемыми к трёхфазной сети напряжением 380/220 В и вторичным напряжением 36 В. Такие трансформаторы применяются для электрообогрева полов, помещений в животноводстве, свиноводстве и т.д. Схема пускового устройства на трёхфазном трансформаторе выглядит следующим образом (см рис.4).
Рис.4 Пусковое устройство на трёхфазном трансформаторе.
МП - магнитный пускатель типа ПМЛ–4000, ПМА–4000 или подобные им для коммутации устройств мощностью 20 кВт. Пусковая кнопка SВ1 типа КУ–121–1, КУ–122–1М и т.д.
Здесь применён трёхфазный однополупериодный выпрямитель, позволяющий получить напряжение холостого хода 36 В. Его повышенное значение объясняется применением более длинных кабелей, соединяющих пусковое устройство со стартером (для крупногабаритной техники длина кабелей достигает 4 м). Применение трёхфазного трансформатора даёт более широкие возможности для получения требуемого напряжения пускового устройства. Его значение можно изменять, включая обмотки «звездой», «треугольником», применять однополупериодное или двухполупериодное (схема Ларионова) выпрямление.
Применение тороидальных трансформаторов для однофазных пусковых уст-ройств не обязательно и продиктовано их лучшими массово-габаритными показателями. Вместе с тем, технология их изготовления наиболее трудоёмка.
Расчёт трансформатора пускового устройства имеет некоторые особенности. Например, расчёт количества витков на 1 В рабочего напряжения по формуле: Т=30/Sст, объясняется желанием «выдавить» из магнитопровода максимум возможного в ущерб экономичности. Это оправдано его кратковременным (5–10 секунд) режимом работы. Если габариты не играют решающей роли, можно использовать более щадящий режим, проведя расчёт по формуле: Т=35/Sст. Сечение магнитопровода берут на 25–30 % больше.
Мощность, которую можно «снять» с имеющегося тороидального сердечника, примерно равна мощности трёхфазного асинхронного электродвигателя, из которого изготовлен этот сердечник. Если мощность двигателя не известна, то её можно приблизительно рассчитать по формуле:
Рдв = Ѕст? Ѕок,
Где Рдв – мощность двигателя, Вт; Ѕст - площадь сечения магнитопровода, см2 Ѕст = а?в Ѕок – площадь окна магнитопровода, см2 (см рис.2)
Ѕок = 0,785 · D2
Сердечник трансформатора к рамке-основанию крепится двумя П-образными скобами. С помощью изолирующих щайб необходимо избежать появления ко-роткозамкнутого витка, образованного скобой с рамкой.
Учитывая, что напряжение холостого хода в трёхфазном пусковом устройстве выше 28 В, пуск двигателя производится в следующей последовательности:
1. Соединить клещи пускового устройства с выводами стартера.
2. Водитель включает стартер.
3. Помощник нажимает на пусковую кнопку ЅВ1 и после устойчивой работы двигателя сразу её отпускает.
При использовании мощного пускового устройства в стационарном варианте по требованиям ТБ его необходимо заземлить. Рукоятки соединительных клещей должны быть в резиновой изоляции. Во избежание путаницы «плюсовую» клещ-ню желательно пометить, например, красной изолентой.
При пуске аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае клещи присоединяют к соответствующим выводам аккумулятора. Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, пусковое устройство после запуска двигате-ля отключают.
Для уменьшения магнитного рассеяния, вторичные обмотки трансформатора лучше наматывать первыми на сердечник, а затем наматывают первичную обмотку.
Для любителей эксплуатировать автомобиль в зимнее время, подойдет использование пускового устройства. С помощью этого аппарата вы не только продлите срок службы вашего аккумулятора, но и сможете завести свой автомобиль зимой, даже при низком заряде батареи.
Всем известно, что при холодной погоде, аккумулятор понижает свою отдачу на 25-40%, а если в аккумуляторе еще и низкий заряд батареи, то автомобиль может вовсе и не завестись, из-за полного отсутствия отдачи заряда, который нужен для запуска стартера в момент раскрутки карданного вала двигателя. Стартер в момент прокрутки, потребляет примерно 80А, но в момент пуска, потребление энергии значительно больше.
Схема пускового устройства довольна простая, но имеет некоторые нюансы в изготовлении трансформатора сети. Для его изготовки, рекомендуется использовать тородиальное железо из любого вида ЛАТРа, это придаст меньшие габариты и уменьшит вес пускового устройства. При сечении железа, старайтесь, что бы его периметр был от 230 до 280мм. Учтите, что существуют разные типы трансформаторов и этот показатель может отличаться.
Острые края на гранях, желательно немного закруглить обычным напильником, затем обмотать намоткой. В качестве обмотки можете использовать лакоткань или стеклоткань.
Обычная обмотка в трансформаторе насчитывает около 260-290 витков, выполненных из провода ПЭВ-2, диаметром 1,5-2мм. Провод можно выбрать любой, главное надо учесть то, чтобы он был изолирован лаковым покрытием. Намотку распределяйте равномерно, по три слоя за раз используя межслойную изоляцию. После того, как выполнили первичную обмотку, следует подключить трансформатор к сети и произвести замер тока пи холостом ходе.
Результат должен составить около 200-380мА. Если замер тока выявит меньший показатель предъявленного, то часть витков следует отмотать, если же результат дал больший показатель, то соответственно потребуется намотать еще несколько витков, пока в итоге не получите требуемый результат.
Если при работе трансформатора вы выявили нагрев в области витков, то значит, при обмотке были допущены межвитковые замыкания, в этом случае потребуется заново произвести обмотку.
Вторичную обмотку наматываем многожильной, изолированной медной проволкой, сечение которой, не должно превышать 6кв. мм., в качестве примера, можете использовать резиновый изоляционный провод ПВКВ. Обмотку выполняем по 15-18 витков.
Вторичную обмотку наматываем одновременно с двумя проводами, это поможет добиться более симметричной обмотки, которая в свою очередь даст одинаковое напряжение в обеих обмотках.