Способы соединения обмоток стартера

Устройство автомобилей

Схемы включения обмоток стартера

Независимое и параллельное возбуждение

Если обмотка якоря электродвигателя и обмотка возбуждения подключены к различным источникам питания, данный двигатель называют двигателем с независимым возбуждением. Механические и электромеханические характеристики такого двигателя аналогичны характеристикам двигателя с параллельным возбуждением (рис. 1), так как у него ток возбуждения I_в также не зависит от тока якоря I_я .

Из графиков, представленных на рис. 1, б и 1, в видно, что такие электродвигатели характеризуются малой зависимостью частоты вращения якоря от развиваемого вращающего момента, тогда как для стартерного электродвигателя предпочтительнее обратно пропорциональная зависимость между частотой вращения и развиваемым моментом в определенном интервале частот, характерных для режима пуска ДВС.

Последовательное возбуждение

В электродвигателях с последовательным возбуждением обмотка возбуждения подключается последовательно с обмоткой якоря, и поэтому ток в этих обмотках одинаковой величины: I_я = I_в (рис. 2). Следовательно, магнитный поток Ф двигателя является некоторой функцией тока якоря I_я .
Характер этой функции изменяется в зависимости от нагрузки двигателя. При токе якоря I_я меньше 0,8…0,9 номинального тока якоря ( I_ном ), когда магнитная система машины насыщена, можно считать, что поток линейно зависит от тока якоря I_я :

где k_ф – коэффициент пропорциональности, имеющий размерность индуктивности, остается практически постоянным в значительном диапазоне нагрузок.

При дальнейшем возрастании тока якоря поток Ф растет медленнее, чем ток якоря, и при больших нагрузках можно считать величину потока Ф постоянной. В этом случае скоростная и моментальная характеристики становятся линейными аналогично характеристикам двигателя с независимым возбуждением.

Механическая характеристика двигателя с последовательным возбуждением является «мягкой» (рис. 2). При малых нагрузках частота вращения вала n резко возрастает и может превысить максимально допустимое значение (двигатель идет вразнос). Несмотря на этот недостаток, такие двигатели находят широкое применение в различных электрических приводах, где имеют место изменение нагрузочного момента в широких пределах и тяжелые условия пуска. В частности, большинство стартерных электродвигателей имеют последовательное возбуждение.

Объясняется это тем, что «мягкая» характеристика рассматриваемого двигателя более благоприятна для указанных условий работы, чем «жесткая» характеристика двигателя с параллельным возбуждением. При «жесткой» характеристике частота вращения n почти не зависит от момента (рис.1, в).
При «мягкой» характеристике двигателя с последовательным возбуждением частота вращения n обратно пропорциональна М , вследствие чего мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

где С₄ – постоянная.

Поэтому при изменении нагрузочного момента в широких пределах, что характерно для пуска ДВС, мощность Р_с , а следовательно, и электрическая мощность Р_э = I_яU_я , и ток I_я у двигателей с последовательным возбуждением изменяются в меньших пределах, чем у двигателей с параллельным возбуждением. Кроме того, они лучше переносят перегрузки.

В электродвигателе со смешанным возбуждением (рис. 3) магнитный поток Ф создается в результате совместного действия двух обмоток возбуждения (рис. 3, а): параллельной (ОВ1) и последовательной (ОВ2). Поэтому его механическая характеристика (рис. 3, в; кривые 3, 4) располагается между характеристиками двигателей с параллельным (прямая 1) и последовательным (кривая 2) возбуждением.

Одним из достоинств двигателя со смешанным возбуждением, которые используются в некоторых конструкциях стартеров, является то, что он, обладая «мягкой» механической характеристикой, может работать на холостом ходу, так как частота вращения холостого хода имеет конечное значение.

Таким образом, в стартерах используются двигатели постоянного тока с последовательным и (в отдельных случаях) со смешанным возбуждением.
На рис. 4 представлены схемы внутренних соединений некоторых стартеров отечественного производства.

Возбуждение от постоянных магнитов

В последние годы на стартерах стали применять электродвигатели с возбуждением от постоянных магнитов, которые имеют пониженное энергопотребление вследствие отсутствия тока возбуждения. Однако такие стартеры имеют недостатки, характерные для электродвигателей с независимым (параллельным) возбуждением.
Кроме того, материал для изготовления постоянных магнитов пока еще очень дорогой, поэтому постоянные магниты вместо обмотки возбуждения в настоящее время используются только для небольших стартеров легковых автомобилей.

Использование в стартерных электродвигателях постоянных магнитов для возбуждения потока дает снижение нагрузки на аккумуляторную батарею при пуске ДВС в связи с тем, что такой электродвигатель имеет малый момент и потребляет малые токи.
Повышается возможность пуска двигателя при низких температурах, снижается выходная мощность при малых нагрузках. Кроме того, такие стартера имеют меньшие габариты, по сравнению со стартерами, имеющими обмотку возбуждения.

Однако высокая частота вращения, характерная для таких двигателей в любом нагрузочном режиме, а также относительно небольшой развиваемый вращающий момент повлекли применение на таких стартерах дополнительной механической передачи, уменьшающей частоту вращения якоря и увеличивающего вращающий момент, передаваемый коленчатому валу ДВС. Обычно в качестве дополнительной механической передачи используется планетарный зубчатый редуктор, конструкция которого отличается компактностью.

К недостаткам, присущим стартерам с возбуждением от постоянных магнитов можно добавить тяжелые условия работы муфты свободного хода и щеточно-коллекторного узла электродвигателя, повышенный шум из-за высокой частоты вращения и наличия редуктора. Применение стартеров с редукторами потребовало изменить технологию их изготовления. В частности, для увеличения механической прочности вращающихся частей стали применять более прочную изоляцию обмоток якоря, пайка соединений в главных цепях заменена сваркой, производится точная балансировка вращающихся частей и т. п.

Источник

Электродвигатели с последовательным возбуждением

К валу двигателя подключена нагрузка (то, что он должен крутить)
Если проверить как будет меняться момент двигателя по мере разгона нагрузки, то оказывается, что сначала, он самый большой, постепенно снижается.

Механическая характеристика электродвигателя с последовательным возбуждением.

Из характеристики видно, что пока двигатель не тронулся с места (обороты раны нулю) крутящий момент максимальный.

Это самое подходящее свойство для пуска тяжелых нагрузок. Момент должен быть максимальным именно тогда, когда нагрузка еще не сдвинулась с места. Дальше, по мере разгона, момент сопротивления снижается, поэтому момент электродвигателя способен поддерживать вращение нагрузки. Такие свойства подходят для многих случаев, когда надо сдвинуть с места, например, электропоезд, подъемный механизм и т. д.

Начало вращения двигателя внутреннего сгорания тоже тяжелый процесс. Детали двигателя имеют внушительную массу, а кроме того, двигатель сразу же начинает сжимать воздух в части цилиндров, поэтому провернуть его очень непросто.
Таким образом, для стартера нужно использовать двигатель с последовательным возбуждением. У него самый большой крутящий момент, пока он еще не тронулся с места.

Схема электродвигателя стартера с последовательным возбуждением

Обмотки возбуждения расположены вокруг якоря с минимальным зазором, чтобы создать сильное магнитное поле. Ток возбуждения и ток якоря это один и тот же ток, он сначала проходит через одну обмотку возбуждения, потом через вторую, потом через плюсовые щетки, связанные перемычкой, проходит чрез якорь на минусовые щетки.

Другой вариант, тоже последовательное возбуждение, только ток возбуждения разветвляется на две ветви.

Еще одна схема на которой показана полярность намагничивания

Двигатель с последовательным возбуждением имеет опасный недостаток

Если его раскрутить и отпустить (снять нагрузку) он начнет легко раскручиваться дальше, обороты вырастут настолько, что проводники центробежной силой выдернет из ротора, это печальный конец, стартер заклинит и его надо будет сдать в металлолом.

Коротко можно записать так: электродвигатель с последовательным возбуждением склонен к разносу.

Электродвигатель с смешанным возбуждением

Двигатель с параллельным возбуждением значительно хуже справится с началом вращения, но зато, он не боится разноса.
Компромиссное решение состоит в том, что для стартерного электродвигателя применяют смешанную схему возбуждения – основная обмотка последовательная и вспомогательная параллельная. Параллельная обмотка тоже помогает крутить электродвигатель, он она еще и не дает стартеру уйти в разнос.

В этой схеме ток от аккумулятора разветвляется, часть тока идет через левую обмотку возбуждения и последовательно идет через щетки в якорь. Другая часть тока идет через правую, параллельную обмотку возбуждения, сразу на минус.

Большая часть поздних схем стартеров с электромагнитным возбуждением сделаны именно по такой схеме.

Источник

Стартер автомобиля схема, принцип работы и виды

Как сделать кнопку старта вместо ключа зажигания в автомобиле своими руками

Как ни странно, данный вопрос очень часто тревожит автомобилистов и не только из эстетических соображений — в духе времени. Контактная группа, расположенная за ключом зажигания, очень часто выходит из строя, и менять ее далеко не простая задача.

В старых автомобилях часто провода от самого стартера подключены напрямую к контактам внутри контактной группы, которые замыкаются при повороте ключа зажигания. При срабатывании стартера потребляется очень большое колличество энергии, а значит протекает большой ток (контакты бьют искру). Со временем на контактах образуется налет из гари или они вовсе перегорают, больше не обеспечивая надежный контакт. В более новых автомобилях устанавливается отдельное реле, которое замыкает контакты стартера при повороте ключа зажигания.

Схема стартера

Так называемый — щеточный узел стартера (фото 2), состоит из четырех графитовых щеток установленных в щеткодержателях. Если внимательно посмотреть по схеме, можно заметить, что две щетки имеют общее соединение с массой автомобиля, а две другие щетки изолированы от корпуса (массы автомобиля) и два провода этих щеток соединены в один провод.

Провод, который состоит в соединении с двумя щетками (фото 2), соединяется с одним концом обмотки возбуждения (19). Катушки обмотки возбуждения соединены между собой последовательно, как это видно по самой электрической схеме и на фотоснимке (фото 3).

Из фотоснимка можно понять, что четыре катушки обмотки возбуждения намотаны на четырех магнитных полюсах (20).

По данному фрагменту схемы (рис. 2) дается пояснение для якоря тягового реле (4), на котором установлен контактный диск (27), с помощью которого происходит замыкание и размыкание цепи.

На сердечнике якоря тягового реле (4) намотаны две обмотки, это удерживающая (25) и втягивающая (26) обмотки.

Как включается стартер

Многие из нас работали или продолжают работать водителями на грузовых автомобилях и знают, каких усилий требуется, чтобы завести автомобиль в зимнее холодное время, если автомобиль к примеру простоял в неотапливаемом гараже или на улице (возле Вашего дома).

Известно, что трансмиссионное масло (нигрол) применяемое для редуктора моста или моторное масло для двигателя имеют свойство застывания на морозе, что неблагоприятно сказывается при пуске двигателя. В этом примере, опытный водитель знает, как разогреть поддон картера двигателя или как разогреть редуктор моста, — для облегчения пуска двигателя.

Рассмотрим пуск автомобильного двигателя при благоприятных погодных условиях:

Постараюсь объяснить все коротко и понятно (смотрим по схеме рис. 1, б). При замыкании ключа или же, выключателя зажигания (30), ток от АКБ (21) поступает на обмотку возбуждения и на обмотку якоря (15; 19). Тем самым, создаются магнитные потоки как для обмотки возбуждения так и для обмотки якоря. Магнитные потоки, создаваемые в обеих обмотках, — приводят во вращение якорь.

Чтобы ток поступил на обмотки стартера, при включении выключателя зажигания, одновременно при этом срабатывает реле включения (23) с помощью которого замыкается цепь на контактах (24). Далее, замыкаются контакты выключателя (28) за счет якоря тягового реле (4), — на котором расположены втягивающая (26) и удерживающая (25) обмотки. Реле включения и якорь тягового реле срабатывают по принципу электромагнита.

Подробно описывать, как входит в зацепление зубчатое колесо стартера (10) с зубчатым венцом маховика коленчатого вала, — нет смысла. Достаточно и так все понятно по чертежу стартера.

Неисправности стартера

Что касается конкретно по неисправностям стартера, то к таким неисправностям можно отнести:

1. перегорание, либо межвитковое замыкание в одной из обмоток возбуждения;

2. нарушение изоляции между ламелями коллектора;

3. замыкание обмотки возбуждения на корпус стартера;

4. замыкание между обмоткой якоря и сердечником якоря;

5. окисление, подгорание контактов (смотреть по электрической схеме)

и далее, допустим механическое повреждение ламелей (пластин) коллектора.

Как проверить стартер

На представленных рисунках (3; 4; 5; 6) наглядно показано, — как проводится диагностика (проверка) стартера.

В этом примере, проводится проверка обмотки якоря (рис. 3) способом замера сопротивления между пластинами коллектора.

Здесь, прибором Омметром определяется наличие либо отсутствие замыкания между обмоткой и сердечником якоря (рис. 4).

И на последнем рисунке показано, как следует правильно проводить проверку обмотки возбуждения стартера (рис. 5). То-есть, проверяется наличие, либо отсутствие замыкания обмотки возбуждения на корпус.

На этом пока все. Следите за рубрикой.

Реле стартера описание назначение устройство ремонт фото видео

Поделиться «Реле стартера описание назначение устройство ремонт фото видео»

Движение любого автомобиля начинается с запуска двигателя. Если Вы хотите понимать принципы работы основных узлов авто, то рекомендуем начать изучение именно с системы пуска. Одно из самых уязвимых мест этой системы реле стартера. О такой детали слышали практически все, но далеко не многие понимают принцип ее работы. Прежде чем начать разговор о реле стартера, стоит заметить, что конструкция автомобиля имеет одновременно две детали с таким названием, только первая, отвечает за включение стартера, оно находится обычно в моторном отсеке, а вторая втягивающее реле стартера.

Установка электростартера на мотоцикл

Лучше всего из советских мотоциклов тюнингу в виде монтажа электростартеров поддаются мотоциклы Днепр от КМЗ. После установки системы электрозапуска на двигатель данного байка не нужно обустраивать последний автомобильным аккумулятором. Для этого этому МТ достаточно АКБ то мощности, которым они комплектуются.

Способов по установки электрического стартера существует несколько. К мотору советского железного коня вышеуказанный механизм либо приваривается аргоном, либо же прикручивается с использованием шпилек.

Электростартер на мотоцикл Урал устанавливается по такому же принципу, что и на Днепр. Отметим, что использование сварки подходит наилучшим образом, так как изготовитель стартерных венцов дарит выверенный кондуктор. Все же при использовании сварочного метода КПП может столкнуться с родом проблем, связанных с потребностью в переменах.

Установки электрического стартера на мото можно тоже подразделить на отдельные конструкционные способы. Самым простым будет вариант, когда одно ухо изделия «садят» на левую верхнюю шпильку, а пластину-растяжку монтируют на правую верхнюю шпильку.

Отметим, что монтаж электростартеров на Урал или Днепр предусматривает использование удлиненных шпилек. Автоматический запуск двигателя Днепр, Урал и т.д. будет максимально надежно функционировать, если его главный элемент стоит ровно посередине. Не нужно осуществлять срезку верхнего упорного, центрирующего прилива коробки, при этом.

Электостартер на мотоцикл после установки внесет некоторые неудобства. Венец, что уже установлен, часто мешает усадке коробки на место. Дабы решить эту проблему, нужно уменьшить пальцы сцепления на пару миллиметров.

Нужна и настройка маховика. При монтаже электрического стартера на мото она нужна, дабы при большом зазоре не срезались зубья всего лишь за один сезон. Кроме того, маленький зазор приведет к возникновению писка или визга во время запуска мотора. Также это может привести вообще к отказу двигателя запускаться.

Важное в процессе установки электростартера на мотоцикл Урал/Днепр

Левое отверстие для монтажа шпильки можно винтить сразу. Правое же делают уже по месту. Определяя расположение правого отверстия при установке, закрепив стартер на пластине и одев пластину на левую шпильку, можно избежать существенного “геморроя”. Когда вы будете продевать правую родную шпильку, предварительно укоротив ее используя «болгарку», проконтролируйте, чтоб из стартера была выдвинута шестерня. Некоторые упущенные моменты в будущем можно будет решить, используя напильник.

Электростартер на мотоцикл устанавливается после того, как вы заранее предусмотрели возможность регулировки. На пластине провенчивается отверстие примерно в 12-14мм для дальнейшей установки в него эксцентриковой втулки. Если одновременно проворачиваются обе втулки, пластину нужно немного опустить или поднять. Все же, втулки лучше не проворачивать. Их перепрессовывают с проворотом. Электрический стартер, установленный на мотоцикл, после небольшой регулировки можно незначительно сместить влево или же вправо. Это несет в себе целую массу удобств в монтаже автоматического стартера на левое ухо, растяжку к правому.

Помните, не стоит гнуть шпильки для того, чтоб опустить пластину пониже. Когда шпилька уже закручена в картер, это наверняка разрушит ее посадочное место, а сама шпилька, при этом, даже не согнется.

Электростартер на мотоцикл Урал, Днепр, и т.п

оппозитники нужно устанавливать максимально осторожно, обеспечивая надежность всем узлам байка

Главный элемент автоматического запуска может опираться на левый болт крепления фильтра, расположенного на коробке. Стык, что возник между установленным электронным стартером и коробкой нужно заполнить обычным герметиком, дабы на сцепление не попадала вода.

Назначение и устройство

Стартер предназначен для запуска двигателя автомобиля. Он состоит из трех основных частей: электродвигателя постоянного тока, втягивающего реле и приводной шестерни с обгонной муфтой.

Электродвигатели применяются с электромагнитным возбуждением или с возбуждением от постоянных магнитов. Последние более современные. Они компактнее, проще, потребляют меньший ток и имеют большую скорость вращения, но меньший крутящий момент. Поэтому в конструкцию таких стартеров дополнительно вводится редуктор для увеличения крутящего момента. Редуктор – планетарный, состоящий из трех шестерён, вращающихся вокруг центральной шестерни. Конструкция электродвигателя включает в себя ротор (вращающаяся часть) и статор (неподвижная часть). Питание к ротору подводится с помощью скользящих подпружиненых контактов – щеток. Ток, потребляемый стартером при работе, в пределах 100-200 ампер, а при запуске в морозы может достигать 400 – 500 ампер. Вот почему не рекомендуется держать стартер включенным более 10-15 секунд.

Втягивающее реле предназначено для подачи питания на электродвигатель и подвода приводной шестерни к венцу маховика. При повороте ключа зажигания в положение “Старт” на контакты реле подается питание. При этом замыкается цепь питания электродвигателя, а якорь реле через приводной рычаг вводит в зацепление шестерню с венцом маховика. В более современных стартерах втягивающее реле имеет, кроме основной обмотки, еще и удерживающую. Эта дополнительная обмотка предназначена для уменьшения потребляемого стартером тока, так как для удержания реле во включенном состоянии нужен гораздо меньший ток, чем для его пуска.

Обгонная муфта (“бендикс”) предохраняет электродвигатель стартера от поломки после запуска двигателя. Как только частота вращения коленвала превысит частоту вращения стартера, обгонная муфта рассоединяет приводную шестерню и вал электродвигателя.

Источник