Promremont34.ru

Авто мастеру
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выпрямитель для запуска двигателя своими руками

Трансформатор для пускового устройства своими руками

Если автомобиль все время в эксплуатации, то его аккумулятор заряжен. Но при длительном простое из-за саморазряда напряжение на АКБ падает ниже уровня необходимого для запуска.

Еще одной причиной пониженного тока аккумулятора является мороз. В холодном аккумуляторе повышенное сопротивление электролита и замедленные химические реакции, в результате которых батарея вырабатывает электрическое напряжение. Кроме того, холодный двигатель стартеру труднее провернуть из-за загустевшей смазки.

В этих ситуациях необходимо подать на стартер дополнительное питание. Чтобы сделать такой аппарат самостоятельно необходимо знать, какой трансформатор нужен для пускового устройства АКБ.

Что нужно знать в первую очередь?

Конечно же, технику безопасности. Не забывайте, что вы работаете с электричеством, что само по себе является довольно опасным занятием. Помните о том, что необходимо работать только с обесточенным прибором при изготовлении, а так же продумать защиту, которая не позволит допустить удар током. Еще один фактор, который следует учесть – высокая температура работы самого прибора. Соблюдайте меры предосторожности, что бы не получить ожог.

Если вы хотите сделать прибор, который будет работать от сети 220В, то вам необходимо знать немного о специфике работы подогревателя такого типа. Подогрев двигателя в таком случае достигается при помощи подогрева жидкости, которая находится в двигателе. Если у вас есть доступ к стационарной электросети, то это лучший вариант для вас. Изготовление такого прибора и будет рассмотрено далее.

  • Подогревающий ТЭН. Лучше всего использовать тэн, который предназначен для нагрева проточной жидкости. Он будет врезан в малый круг системы охлаждения.
  • Насос, который будет прогонять нагретую жидкость по всему двигателю без его работы.
  • Медный провод достаточной длины.
  • Некоторые другие детали (трубки, фитинги, арматура и проч.)

Практически все детали можно приобрести в сантехническом магазине. Теперь рассмотрим в деталях сборку прибора.

Особенности устройств

На смену устаревшим приспособлениям с ручным контролем пришли современные модели. Схемы устройств обеспечивают автоматическое поддерживание зарядного тока с выбором его требуемой величины по мере изменения состояния аккумулятора.

Современные приборы имеют заявленный зарядный ток от 6 до 9 А для АКБ емкостью 50-90 Ач, применяемых для легковых авто.

Любая АКБ заряжается током, составляющим 10 % от ее емкости. Если она равна 60 Ач, ток должен составлять 6 А, для 90 Ач – 9 А.

Пусковое устройство. Запуск двигателя зимой

Запуск двигателя внутреннего сгорания даже легкового автомобиля зимой, да еще после длительной стоянки зачастую является большой проблемой. В еще большей степени этот вопрос актуален для мощных грузовиков и автотракторной техники, коих немало уже в частном пользовании — ведь эксплуатируются они в основном в условиях безгаражного хранения.

И причина затрудненного пуска не всегда в том, что аккумуляторная батарея «не первой молодости». Ее емкость зависит не только от срока службы, но и от вязкости электролита, который, как известно, густеет с понижением температуры. А это приводит к замедлению химической реакции с его участием и уменьшению тока батареи в стартерном режиме (примерно на 1% на каждый градус понижения температуры). Таким образом, даже новая батарея зимой значительно теряет свои пусковые возможности.

Пусковое устройство для автомобиля своими руками

Чтобы застраховаться от излишних хлопот, связанных с запуском двигателя автомобиля в холодный период года, я изготовил пусковое устройство своими руками.
Расчет его параметров производился по методике, указанной в списке литературы [1].

Рабочий ток аккумуляторной батареи в стартерном режиме составляет: I = 3 х С (А), где С — номинальная емкость батареи в Ач.
Как известно, рабочее напряжение на каждом аккумуляторе («банке») должно быть не ниже 1,75 В, то есть для батареи, состоящей из шести «банок», минимальное рабочее напряжение аккумуляторной батареи Up составит 10,5 В.
Мощность, подводимая к стартеру:Р ст = Uр х I р (Вт)

К примеру, если на легковом автомобиле установлена аккумуляторная батарея 6 СТ-60 (С = 60А (4), Рст составит 1890 Вт.
Согласно этому расчету по схеме, приведенной в [2], было изготовлено ПУ соответствующей мощности.
Однако его эксплуатация показала, что назвать прибор пусковым устройством можно было только с известной долей условности. Прибор был способен работать лишь в режиме «прикуривателя», то есть совместно с аккумуляторной батареей автомобиля.

При низких температурах наружного воздуха запуск двигателя с его помощью приходилось осуществлять в два этапа:
— подзарядка аккумуляторной батареи в течение 10 — 20 секунд;
— совместная (батареи и устройства) раскрутка двигателя.

Приемлемая частота вращения стартера сохранялась в течение 3 — 5 секунд, а затем резко снижалась, и если в это время двигатель не заводился, приходилось повторять все сначала, иногда несколько раз. Такой процесс не только утомителен, но и нежелателен по двум причинам:
— во-первых, ведет к перегреву стартера и повышенному его износу;
— во-вторых, снижает срок службы аккумуляторной батареи.

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя додж караван

Стало ясно, что избежать указанных отрицательных явлений можно лишь тогда, когда мощность ПУ будет достаточной для запуска холодного двигателя автомобиля без помощи аккумулятора.

Поэтому было решено изготовить другой прибор, удовлетворяющий указанному требованию. Но теперь расчет производился с учетом потерь в выпрямительном блоке, подводящих проводах и даже на контактных поверхностях соединений при возможном их окислении. Также принято во внимание еще одно обстоятельство. Рабочий ток в первичной обмотке трансформатора при запуске двигателя 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, а только 200 В.

Схемы и чертежи для запуска двигателя

Согласно новому расчету по методике, указанной в [3], беря во внимание все потери мощности (около 1,5 кВт), для нового пусковое устройство потребовался понижающий трансформатор мощностью 4 кВт, то есть уже почти в четыре раза большей, чем мощность стартера. (Соответствующие расчеты были произведены для изготовления подобных приборов, предназначенных для пуска двигателей различных машин, как карбюраторных, так и дизельных, и даже с бортовой сетью напряжением 24 В. Их результаты сведены в таблицу.)

При этих мощностях 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.

Понижающий трансформатор был изготовлен на тороидальном сердечнике, взятом от статора сгоревшего асинхронного электродвигателя мощностью 5 кВт. Площадь сечения магнитопровода S,T = а х b = 20 х 135 = 2700 (мм2) (см. рис.2)!

Несколько слов о подготовке тороидального сердечника. Статор электродвигателя освобождают от остатков обмотки и с помощью остро заточенного зубила и молотка вырубают его зубцы. Сделать это не сложно, так как железо мягкое, но нужно воспользоваться защитными очками и рукавицами.

Материал и конструкция рукоятки и основания пусковое устройство не критичны, лишь бы они выполняли свои функции. У меня рукоятка сделана из стальной полосы сечением 20×3 мм, с деревянной ручкой. Полоса обмотана стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой. На рукоятке смонтирована клемма, к которой подсоединяются потом ввод первичной обмотки и плюсовой провод пускового устройства.

Основание-каркас сделано из стального прутка диаметром 7 мм в виде усеченной пирамиды, ребрами которой они и являются. Устройство притягивается затем к основанию двумя П-образными скобами, которые тоже обмотаны стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой.

К одной боковой стороне основания прикреплен сетевой выключатель, к другой — медная пластина выпрямительного блока (два диода). На пластине смонтирована клемма «минус». Одновременно пластина служит и радиатором.

Выключатель — типа АЕ-1031, с встроенной тепловой защитой, рассчитанный на ток 25 А. Диоды — типа Д161 — Д250.

Предполагаемая плотность тока в обмотках 3 — 5 А/мм2. Количество витков на 1 В рабочего напряжения рассчитывалось по формуле: Т = 30/Sct. Число витков первичной обмотки трансформатора составило: W1 = 220 х Т = 220 х 30/27 = 244; вторичной обмотки: W2 = W3 = 16 х Т = 16×30/27 = 18.
Первичная обмотка — из провода ПЭТВ диаметром 2,12 мм, вторичная — из алюминиевой шины площадью сечения 36 мм2.

Сначала была намотана первичная обмотка с равномерным распределением витков по всему периметру. После этого через сетевой шнур ее включают и замеряют ток холостого хода, который не должен превышать 3,5А. Необходимо помнить, что даже незначительное уменьшение числа витков будет приводить к существенному увеличению тока холостого хода и, соответственно, к падению мощности трансформатора и пускового устройства. Увеличение числа витков также нежелательно — оно уменьшает кпд трансформатора.

Витки вторичной обмотки тоже равномерно распределяют по всему периметру сердечника. При укладке используют деревянный молоток. Выводы затем подсоединяют к диодам, а диоды — к минусовой клемме на панели. Средний общий вывод вторичной обмотки соединяют с «плюсовой» клеммой, расположенной на рукоятке.

Теперь о проводах, соединяющих пусковое устройство со стартером. Любая небрежность в их изготовлении может свести на нет все усилия. Покажем это на конкретном примере. Пусть сопротивление Rnp всего соединительного тракта от выпрямителя до стартера будет равно 0,01 Ом. Тогда при токе I = 250 А падение напряжения на проводах составит: U пр = I р х Rпр = 250 А х 0,01 Ом = 2,5 В; при этом мощность потерь на проводах будет весьма значительной: Р пр = Uпр х Iр = 625 Вт.

В результате к стартеру в рабочем режиме будет подведено напряжение не 14, а 11,5 В, что, конечно же, нежелательно. Поэтому длина соединительных проводов должна быть как можно меньше (1_п 100 мм2). Провода надо подобрать многожильные медные, в резиновой изоляции. Соединение со стартером для удобства делается быстроразъ-емным, с помощью клещей или мощных зажимов, например, тех, что применяют в качестве держателей электродов для бытовых сварочных аппаратов. Чтобы не перепутать полярность, ручка клещей плюсового провода обмотана красной изолентой, минусового — черной.
Кратковременный режим работы пускового устройства (5 — 10 секунд) допускает его использование в однофазных сетях. Для более мощных стартеров (свыше 2,5 кВт) трансформатор ПУ должен быть трехфазным.

Читать еще:  Чему плавают обороты на 406 двигателе

Упрощенный расчет трехфазного трансформатора для его изготовления можно произвести по рекомендациям, изложенным в [3], или воспользоваться готовыми промышленными понижающими трансформаторами типа ТСПК — 20 А, ТМОБ — 63 и др., подключаемыми к трехфазной сети напряжением 380 В и выдающими вторичное напряжение 36 В.

Несколько советов и рекомендаций по изготовлению пускового устройства

Применение тороидальных трансформаторов для однофазных пусковых устройств не обязательно и продиктовано только их лучшими массово-габаритными показателями (масса около 13 кг). Вместе с тем технология изготовления пусковое устройство на их основе наиболее трудоемка.

Расчет трансформатора пускового устройства имеет некоторые особенности. Например, расчет количества витков на 1 В рабочего напряжения, произведенный по формуле: Т = 30/Sct (где Sct — площадь поперечного сечения магнитопровода), объясняется желанием «выдавить» из манитопровода 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 расчет по формуле: Т = 35/Sct. Магнитопровод берут тогда сечением на 25 — 30% больше.
Мощность, которую можно «снять» с изготовленного ПУ, примерно равна мощности трехфазного асинхронного электродвигателя, из которого изготовлен сердечник трансформатора.

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» их часть 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 двигателя сразу отключают.

Разъяснения по намотке

Если у вас не получается достичь напряжение 13-14 вольт, тогда просто намотайте на вторичную обмотку 10 витков, замерьте напряжение, теперь это напряжение разделите на количество витков в нашем случае 10 и получите напряжение одного витка, а дальше просто помножьте сколько витков нужно для достижения 13-14 вольт на выходе вторичной обмотки трансформаторного самодельного пускового устройства.

Для понятности давайте рассмотрим пример:

МЫ намотали вторичную обмотку 10 витком, замеряем мультиметром напряжение, у нас к примеру, получилось 20вольт, а нужно примерно 13.

Значит, берем наше напряжение 20 вольт и делим на количество намотанных витков 10 =”” 20/10=”2,” число 2 это 2 вольта выдает нам напряжение один виток, значит, как нам достичь 13-14 вольт зная, что один виток выдал 2 вольта.

Берем значение необходимого нам напряжения давайте это будет 14 вольт, и делим его на напряжение одного витка 2 вольта, =”” 14/2=”7,” число 7 это количество витков на вторичной обмотке зарядного устройства автомобиля необходимое для достижения 14 вольт выходного напряжения.

Все теперь мотаем наши 7 витков. А к выходам этих витков согласно схема пускового устройства для автомобиля своими руками которая расположена выше присоединяем наши диоды, некоторые автолюбители ещё используют и схему с одним диодом и одной лампой на 12в 60-100ватт, как на фото ниже

Видео: Как Сделать Плавный Пуск На Болгарку

  1. Сложные схемы.
  2. Длительные перегревы обмоток.
  3. Проблемы с запуском двигателя (приводит к значительному нагреву обмоток статора).

Цепи сложны при использовании мощных двигателей, но с низкими нагрузками и холостым ходом можно использовать простые схемы.

Устройства плавного пуска с регуляторами без обратной связи (в 1 или 3 фазы) широко распространены. В моделях этого типа вы можете установить время запуска и значение U перед запуском двигателя. Тем не менее, момент нагрузки не может быть отрегулирован в этом случае. В этой модели используется специальное устройство для снижения силы тока, защиты от обрыва фазы и фазового дисбаланса, а также от перегрузки. Заводские модели имеют функцию контроля состояния двигателя.

Простейшие однофазные цепи управления выполнены на одном симисторе и используются для инструментов мощностью до 12 кВт. Существуют более сложные схемы, позволяющие регулировать параметры мощности двигателя до 260 кВт. При выборе устройства плавного пуска на заводе следует учитывать следующие параметры: мощность, возможные режимы работы, равенство токов и количество пусков в течение определенного периода времени.

Применение в шлифовальном станке

Когда угловая шлифовальная машина запускается, детали инструмента демонстрируют высокие динамические нагрузки.

Дорогие модели поставляются с устройством плавного пуска, но не с обычными сортами, такими как угловая шлифовальная машина Interskol. Инерционный рывок способен вырвать угловые шлифовальные машины из ваших рук, и существует риск для жизни и здоровья. Кроме того, когда двигатель прибора запускается, ток перегружается, и, как следствие, изнашиваются щетки, и обмотки статора сильно нагреваются, коробка передач изнашивается, и режущий диск может быть разрушен, который может треснуть в любое время наносить вред здоровью и даже жизни. Инструмент должен быть закреплен, а шлифовальный станок с регулированием скорости и плавным пуском должен выполняться руками.

Читать еще:  Irbis virago какой двигатель

Домашние варианты

Существует множество схем обновления электроинструментов с помощью устройств плавного пуска. Триаки широко используются среди всех сортов. Triac. это полупроводниковый элемент, который позволяет плавно регулировать настройки мощности. Существуют простые и сложные схемы, отличающиеся по производительности, а также поддерживаемой мощности подключенного электроинструмента. Конструкция имеет внутренний, который позволяет интегрироваться в корпус, и внешний, выполненный в виде отдельного модуля, который действует как ограничитель вращения и тока для непосредственного запуска угловых шлифовальных машин.

Самая простая схема

Устройство плавного пуска с регулируемой скоростью на тиристоре KU 202 широко используется благодаря своей очень простой конструкции (схема 1). Ее связь не требует специальных навыков. Для него очень легко получить радиоэлементы. Эта модель контроллера состоит из диодного моста, переменного резистора (выполняет функцию U-регулятора) и схемы настройки тиристора (подает U на управляющую мощность 6,3 В) отечественного производителя.

Схема 1. Регулирование скорости и плавный пуск электрической цепи внутреннего блока (схема подключения)

Благодаря размеру и количеству деталей этот тип контроллера может быть встроен в корпус электроинструмента. Кроме того, рукоятка переменного резистора должна быть удалена, а сам регулятор скорости может быть изменен путем включения кнопки перед диодным мостом.

Основным принципом работы является регулирование скорости двигателя инструмента путем ограничения мощности в ручном режиме. Данная схема позволяет использовать электроинструменты мощностью до 1,5 кВт. Чтобы увеличить эту цифру, вам необходимо заменить тиристор на более мощный (информацию можно найти в Интернете или в справочнике). Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от оригинальной. KU 202 является отличным тиристором, но его основным недостатком является его конфигурация (выбор частей для схемы управления). Схема 2 (УПП на чипе) используется для плавного запуска в автоматическом режиме.

Мягкий старт на чипе

Наилучшим вариантом для создания устройств плавного пуска является схема плавного пуска на одном симисторе и микросхема, которая управляет плавным открытием p-n-перехода. Устройство питается от источника питания 220 В и может быть легко собрано независимо. Очень простая и универсальная схема устройства плавного пуска также позволяет регулировать скорость (схема 2). В соответствии с руководством по радиоэлементам полупроводникового типа можно заменить триак аналогичным или с характеристиками, которые превышают исходные.

Схема 2. Схема плавного пуска электроинструмента

Устройство выполнено на базе микросхемы KR118PM1 и Triac. Благодаря универсальности устройства его можно использовать для любого инструмента. Не требует настройки и устанавливается в зазор силового кабеля.

Когда двигатель запускается, U подается на KR118PM1, и заряд конденсатора C2 постепенно увеличивается. Тиристор открывается постепенно с задержкой в ​​зависимости от емкости управляющего конденсатора С2. При емкости C2 = 47 мкФ начинается задержка примерно на 2 секунды. Это напрямую зависит от емкости конденсатора (с увеличением емкости время запуска увеличивается). Когда угловая шлифовальная машина выключена, конденсатор C2 разряжается резистором R2, сопротивление которого составляет 68 кОм, а время разряда составляет около 4 секунд.

Для контроля скорости вам нужно заменить R1 переменным резистором. При изменении параметра резистора мощность двигателя изменяется. R2 изменяет количество тока, протекающего через вход симистора. Триак нуждается в охлаждении, поэтому в корпус модуля можно встроить вентилятор.

Основной функцией конденсаторов С1 и С3 является защита и управление микросхемой. Симистор следует выбирать исходя из следующих характеристик: прямое U должно составлять 400 500 В, а постоянный ток должен быть не менее 25 А. С этими радиоэлементами можно подключить устройство от 2 кВт до 5 кВт.

Таким образом, для запуска электродвигателей различных инструментов необходимо использовать заводские устройства плавного пуска или домашние моторы. Устройства плавного пуска используются для продления срока службы инструмента. При запуске двигателя происходит резкое увеличение тока потребления в 7 раз. Благодаря этому обмотки статора и механическая часть могут быть сожжены. Устройства плавного пуска могут значительно уменьшить пусковой ток. При производстве устройств плавного пуска вы сами должны соблюдать правила безопасности при работе с электричеством.

Заключение

Нами были рассмотрены стабилизаторы напряжения на различных компонентах. Эти схемы можно усложнять, повышая быстродействие, улучшая другие показатели. Можно использовать готовые микросхемы, которые всегда можно усовершенствовать своими руками, создавая устройства, предназначенные для выполнения конкретных задач.

Фотогалерея «Микросхемы для самодельных выпрямителей»

Разработка микросхем для светодиодов в авто – трудоемкое и сложное дело, которое требует специальных знаний и опыта. При их отсутствии трудно будет достичь необходимого результата.

Но опыт можно приобрести, внимательно собирая несложный стабилизатор тока для светодиодов согласно приведенным схемам. Его можно использовать для дневных ходовых огней в своем автомобиле с установленными светодиодными лампами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector