Схема мощного пускового устройства

Схема самодельного пускового устройства для запуска автомобиля в холодное время года. Описание сборки и использования.

Многим автолюбителям известны трудности зимнего запуска двигателя. Для облегчения этой задачи промышленность производит специальные комбинированные зарядные устройства с дополнительной пусковой функцией. Такие зарядно-пусковые приборы, как правило, при запуске двигателя подключают согласно-параллельно аккумуляторной батарее.

Автор данной статьи считает такой способ запуска холодного двигателя неоптимальным и предлагает пользоваться мощным запускающим устройством, не требующим подключения батареи.

Как показывает практика, запускать двигатель автомобиля в зимнее время с помощью зарядно-пускового устройства часто приходится в два этапа: сначала подзаряжать батарею в течение 10. 20 с, а затем совместно с пусковым устройством раскручивать коленчатый вал до начала самостоятельной работы двигателя. Приемлемая частота вращения ротора стартера при этом сохранялась обычно в течение 3. 5 с от момента включения, после чего уменьшалась до значений, не обещающих запуска.

Если двигатель не удалось запустить с первой попытки, весь процесс приходится повторять сначала, и, может быть, не один раз. Все это не только утомительно, но и сопряжено с перегреванием обмоток стартера и его износом, с уменьшением срока службы аккумуляторной батареи.

Избежать многих неприятностей поможет мощное пусковое устройство, способное самостоятельно — без помощи батареи — раскручивать с необходимой частотой вращения коленчатый вал двигателя. Какую же мощность нагрузки должно обеспечивать пусковое устройство?

В [1] указано, что рабочий ток Iр.б батареи в стартерном режиме равен Iр.б = 3Сб, где Сб — ее номинальная емкость в ампер-часах при нормальной температуре. Рабочее напряжение Up двенадцативольтной батареи в этом режиме равно 10,5 В (1,75 В "на банку"). Отсюда мощность Рст, подводимая к стартеру легкового автомобиля с батареей 6СТ-60 емкостью 60 Ач,

Рст = 10,5-3-60 = 1890 Вт. Исключение из сказанного — батарея 6СТ-55, у которой рабочий стартерныи ток равен 255 А и мощность достигает Рст = 2677,5 Вт.

В таблицу сведена информация о типах и мощности стартеров и батарей наиболее распространенных отечественных автомобилей [2].

Нажмите на рисунок для просмотра.

Сопоставляя расчетную мощность Рст стартера с номинальной Рст ном, легко видеть, что Рст для легковых автомобилей более Рcтном в 2. 2,5 раза, а для грузовых — еще больше. Как показал опыт, габаритная мощность сетевого трансформатора пускового устройства, рассчитанного для работы с легковыми автомобилями, не должна быть менее 3,5 кВт.

В качестве магнитопровода для сетевого трансформатора такого пускового устройства я использовал набор статорных пластин от сгоревшего асинхронного электродвигателя мощностью 5 кВт. Сечение этого тороидального магнитопровода SM = 27 см2. Число витков на вольт.

Поэтому сетевая обмотка должна содержать

nI = 1,11 -220=244 витка, а вторичная на выходное напряжение 16 В

nII = 1,11-2-16=36 витков с отводом от середины. Для первичной обмотки подойдет изолированный провод сечением 3,6. 6 мм2, а вторичной — 25. 40 мм2.

Схема пускового устройства показана на рисунке. Выключатель SA1 должен быть рассчитан на ток не менее 15 А и иметь тепловое защитное устройство (например, АЕ-1031).

Нажмите на рисунок для просмотра.

При необходимости рассчитать сетевой понижающий трансформатор с другими параметрами можно воспользоваться методиками, изложенными в [1,3].

Несколько советов по изготовлению трансформатора. Магнитопровод электромотора освобождают от остатков обмотки и от стальной или алюминиевой обечайки (корпуса). Молотком и острозаточенным зубилом срубают зубцы магнитопровода, выступающие внутрь. Эта операция не представляет трудности, следует только соблюдать осторожность — работать в защитных очках и в рукавицах.

Покрывают магнитопровод слоем эпоксидной смолы и обматывают двумя слоями стеклоткани, пропитанной смолой. После затвердевания смолы приступают к намотке. Для первичной обмотки следует применять провод с повышенной прочностью изоляции — ПЭВ-2, ПЭТВЛ-2, ПЭЛР-2, ПЭВД и др. Если нет одиночного провода необходимого сечения, допустимо мотать в два, три и даже в четыре провода.

Читайте также:  Поменять лампы подсветки панели приборов

После того как первичная обмотка будет намотана, ее подключают к сети, измеряют ток холостого хода будущего трансформатора. Ток не должен быть более 3,5 А. Если он превышает указанную границу, необходимо домотать несколько витков, чтобы это условие было выполнено. Соединение проводов должно быть механически прочным и обязательно пропаянным, лучше тугоплавким припоем.

Покрывают первичную обмотку двумя-тремя слоями стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой, и после ее затвердевания приступают к намотке вторичной обмотки. При укладке витков используют деревянный молоток, которым выравнивают и уплотняют их, распределяя равномерно по длине магнитопровода.

Для вторичной обмотки подойдет любой медный провод в прочной теплостойкой изоляции, лишь бы его можно было намотать на магнитопровод. В крайнем случае допустимо использовать провод в резиновой изоляции, например, ПВКВ. Снаружи обмотку следует обмотать фиксирующей лентой из лакоткани.

Готовый трансформатор целесообразно установить на подставке, изготовленной из досок (или сваркой из стального уголкового проката). К подставке прикрепляют толстую дюралюминиевую или стальную пластину со смонтированными на ней диодами и минусовым выходным зажимом в виде резьбовой шпильки М12. Такой же конструкции плюсовой зажим монтируют на прочной изоляционной пластине. К подставке крепят и выключатель SA1.

Подставку можно оснастить ручками для переноски трансформатора вдвоем или в одиночку. Следует заранее продумать всю конструкцию и процесс изготовления устройства с тем, чтобы ни в коем случае никакие его элементы не образовывали замкнутых витков вокруг магнитопровода.

К проводам, соединяющим пусковое устройство со стартером автомобиля, следует отнестись не менее серьезно. Они должны быть возможно более короткими (во всяком случае, не длиннее 1,5 м), гибкими, иметь надежную изоляцию и сечение по меди не менее 100 мм2. Все соединения должны быть выполнены "под гайку". Любая небрежность здесь может обойтись очень дорого — от ожогов лица и рук до пожара. Разъемное соединение со стартером следует выполнять специальными мощными зажимами, исключающими самопроизвольное разделение. Провода обязательно четко размечают по полярности так, чтобы не перепутать их даже при слабом освещении.

Режим работы пускового устройства — кратковременный, пребывание его включенным под нагрузкой обычно не превышает 10 с. После этого устройство необходимо отключить от сети и убедиться, что отсутствует перегревание магнитопровода, обмоток, соединений, диодов и других элементов. Особенно важно это на первых порах эксплуатации устройства.

Если для питания пускового устройства воспользоваться трехфазной сетью, его мощность может быть существенно повышена, что даст возможность запускать двигатели мощных грузовых автомобилей, а также тракторов Т-16, Т-25, Т-30, Т-40, МТЗ-80 и др. Для изготовления такого пускового устройства следует применять готовые трансформаторы промышленного изготовления ТСПК-20А, ТМОБ-63 и др., подключаемые к сети напряжением 380/220 В и имеющие вторичное напряжение 36. 50 В.

Знакомство с этой техникой необходимо начинать с изучения соответствующей литературы.

В заключение — несколько соображений общего характера.

Применение для трансформатора тороидального магнитопровода совершенно не обязательно. Оно продиктовано лишь его лучшими массо-габаритными показателями и тем, что приобрести "сгоревший" электродвигатель часто бывает совсем нетрудно. Мощность такого тороидального трансформатора можно считать равной мощности электродвигателя, указываемой обычно на его корпусе.

Следует стремиться так рассчитать сечение провода обмоток, чтобы окно магнитопровода было использовано полностью. Как показывает практика, на долю первичной обмотки приходится около 55 % заполненной площади окна, а на долю вторичной — 45 %.

Читайте также:  Схема работы главного тормозного цилиндра

При запуске двигателя аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае пусковое устройство можно подсоединять к выводам батареи. Чтобы избежать ее перезарядки, устройство надо выключать немедленно после запуска двигателя.

Самодельное пусковое устройство приведенное в этой статье потребляет от сети большую мощность, его эксплуатация сопряжена с повышенной опасностью. Поэтому при пользовании им соблюдайте правила техники безопасности, не доверяйте работу с устройством малоопытным и случайным лицам.

Популярные схемы зарядных устройств:

Зарядно-пусковое устройство представленное в этой статье позволяет запустить автомобиль в зимнее время. Как известно пуск в зимнее время двигателя внутреннего сгорания автомобиля с подсевшим аккумулятором требует много сил и времени.

Плотность электролита, вследствие продолжительного хранения, существенно понижается, а протекающий внутри аккумулятора процесс сульфатации увеличивает внутреннее сопротивление его, тем самым, уменьшая стартовый ток аккумулятора. Плюс ко всему, в зимнее время повышается вязкость моторного масла, что требует от автомобильного аккумулятора большей стартовой мощности.

Как известно, облегчить пуск автомобиля зимой можно несколькими способами:

  • разогреть масло в картере авто;
  • завести машину от другой машины с надежным аккумулятором;
  • завести «с толкача»;
  • применить зарядно-пусковое устройство (ЗПУ).

Вариант с применением пускового устройства более удобен при хранении автомобиля в гараже либо на платной стоянке, где есть возможность подключить пусковое устройство к электросети. Помимо этого данное зарядно-пусковое устройство поможет не только завести авто с севшим аккумулятором, но и быстро восстановить и зарядить его.

В основном в промышленных образцах зарядно-пускового устройства, аккумулятор подзаряжается от источника питания средней мощности имеющий номинальный ток в пределах до 5А, которого, как правило, не хватает для непосредственного отбора тока стартером автомобиля. Несмотря на то что внутренняя емкость автомобильных аккумуляторных ПЗУ весьма велика (у некоторых моделях до 240 А/ч), но все же после нескольких заводов они, так или иначе «садятся», а быстро восстановить их заряд не получится.

Данное зарядно-пусковое устройство, отличается от промышленного прототипа незначительной массой и возможностью в автоматическом режиме поддерживать рабочее состояние аккумулятора ПЗУ, вне зависимости от срока хранения или эксплуатации. Даже если в ПЗУ нет внутреннего аккумулятора, он все равно может кратковременно выдать пусковой ток до 100А. Также существует неплохая схема зарядного устройства для аккумулятора с регулировкой тока заряда.

Для восстановления пластин аккумулятора и снижения температуры электролита во время зарядки, в зарядно-пусковом устройстве предусмотрен режим регенерации. В данном режиме происходит чередования импульсов зарядного тока и пауз.

Принципиальная схема

Схема пускового зарядного устройства содержит симисторный регулятор напряжения (VS1), силовой трансформатор (T1), выпрямитель на мощных диодах (VD3, VD4) и стартерный аккумулятор (GB1). Ток подзарядки выбирается регулятором тока на симисторе VS1, его ток регулируется переменным резистором R2 и зависит от емкости аккумулятора.

Входная и выходная цепи зарядки имеют конденсаторы фильтра, который уменьшает степень радиопомех при работе симисторного регулятора. Симистор VS1 обеспечивает регулировку тока зарядки при разбросе напряжения сети в пределах от 180 до 220 В.

Обвязка симистора состоит из R1-R2-C3 (RC цепь), динистора VD2 и диодного моста VD1. Константа времени RC — цепи влияет на момент открытия динистора (отсчитывая от начало сетевого полупериода), который включен в диагональ выпрямительного моста через ограничительный резистор R4. Выпрямительный мост осуществляет синхронизацию включение симистора в обоих полупериодах сетевого напряжения. В режиме «Регенерация» применяется только один полупериод сетевого напряжения, что способствует отчистке пластин аккумулятора от имеющейся кристаллизации. Конденсаторы С1 и С2 уменьшают степень помех от симистора в сети до приемлемых уровней.

Читайте также:  Чем больше оборотов тем меньше зарядка

Детали

В зарядно-пусковом устройстве применен силовой трансформатор от телевизора «Рубин». Возможно также использование трансформатора типа ТСА-270. Перед тем как перемотать вторичные обмотки (первичные остаются без изменений), каркасы отделяются от железа, все бывшие вторичные обмотки (до фольги экранов) удаляют, а на освободившееся место наматывают медным проводом сечением 1,8…2,0 мм2 в один слой (до заполнения) вторичные обмотки. В результате перемотки напряжение одной обмотки должно получиться примерно 15… 17 В.

Для визуального контроля зарядного и пускового тока в схему зарядно-пускового устройства введен амперметр с шунтирующим резистором. Сетевой выключатель SA1 должен быть рассчитан на максимальный ток 10 А. Сетевой переключатель SA2 (типа ТЗ или П1Т) позволяет выбрать максимальное напряжение на трансформаторе в соответствии с напряжением сети. Внутреннего аккумулятора марки 6СТ45 или 6СТ50 должно хватить на 3-5 одновременных пусков. Резисторы в ЗПУ можно применить типа МЛТ или СП, конденсаторы С1,С2 — КБГ-МП, C3 – МБГО, С4 — К50-12, К50-6. Диоды Д160 (без радиаторов) можно поменять на другие с допустимым током более 50 А, симистор — типа ТС. Подсоединение ЗПУ к аккумулятору автомобиля необходимо производить мощными зажимами «Крокодил» (на рабочий ток до 200 А). В устройстве важно применить заземление.

Настройка

При настройке к устройству подсоединяется (соблюдай полярность!) внутренний аккумулятор GB1, и испытывается регулировка зарядного тока резистором R2. Затем проверяется зарядный ток в режиме заряда, пуска и регенерации. Если ток не более 10…12А, то ЗПУ находится в рабочем состоянии. При подсоединении зарядно-пускового устройства к аккумулятору автомобиля, ток заряда вначале должен возрасти примерно 2-3 раза, а через 10 — 30 мин понизиться до первоначального значения. После этого переключатель SA3 щелкается в режим «Пуск», и происходит завод двигателя автомобиля. В случае неудачной попытки завести двигатель, производится дополнительная подзарядка в течение 10 — 30 мин, и попытка повторяется.

Есть у меня автомобиль «Газель», и на нем аккумулятор уже отслужил, видимо, свое — быстро разряжается при запуске двигателя автомобиля, особенно сейчас, зимой. Жаба душит купить новый аккумулятор, а тем более, говорят: кризис в стране :), и, так как я немножко знаком с электричеством, задумал сделать пусковое устройство для автомобиля: чтоб запускать его от розетки.

Валялся у меня с давних времен самодельный сварочный трансформатор, который верой и правдой служил мне, пока я не купил сварочный инвертор, лет пять назад. Замерил выходное напряжение на трансе — 30,5 вольт. Но, так как для автомобиля нужно 12-14 вольт, значит нужно перематывать вторичную обмотку? Да, но есть другой путь: применить однополупериодный выпрямитель. Этот выпрямитель будет использовать только одну половину синусоиды тока, что приведет к обрезке напряжения в два раза, т.е до 15 вольт, что нам и нужно.

Доработка сварочного трансформатора свелась к установке мощного диода и ….всё!

Примитив, скажете вы — да, согласен, но этот примитивный аппарат позволяет без проблем, в зимних условиях, запускать 406й двигатель автомобиля «Газель» при «убитом» аккумуляторе.

Я уверен: у многих валяются без дела такие трансы, которые можно переделать в мощные зарядные или пусковые устройства. Цена вопроса: стоимость бэушного мощного диода 160-200 А, на радиорынке — 500 р, кабели с «крокодилами» для подключения — 250 р, трансик — у вас в наличии.

Также вам могут быть интересны эти заметки...

Adblock detector