ПУ предназначено для заряда АКБ 12В емкостью до 180А.ч., по каналу ЗАРЯД и облегчения стартерного пуска двигателя автомобиля напряжением 12В при неблагоприятных условиях, совместно с АКБ по каналу ПУСК.
ЗПУ имеет 4 положения для заряда АКБ. Не допускается пуск двигателя автомобиля по каналу ЗАРЯД.
При пуске двигателя время работы ЗПУ не должно превышать 15 сек. Интервал между попытками — 90 сек. Нарушение данного условия ведет к поломке ЗПУ. Ток канала ПУСК не более — 180А.
Не допускается замыкания клемм ЗПУ между собой, для проверки работоспособности.
Технические параметры
- номинальное выходное постоянное напряжение при заряде током 12А (канал «ЗАРЯД»)-14В + 1,5В.
- номинальный выходной ток (канал «ЗАРЯД»)- 15 +0,6А
- номинальная потребляемая мощность в режиме пуск не более 480 Вт.
- максимальный выходной ток канала «ПУСК» — 200А
- масса в комплекте с соединительными проводами, не более 10 кг
- габаритные размеры 325х215х230 мм.
Комплектация
- Пусковое устройство ЗПУ-Север «М» 1 шт.
- Запасной предохранитель — 1 шт.
- Инструкция по эксплуатации — 1 шт.
- Упаковка — 1 шт.
| Характеристики пускового устройства | |
| Максимальный пусковой ток, А | 200 |
| Характеристики зарядного устройства | |
| Алгоритм заряда | плавное уменьшение тока |
| Заряд полностью разряженного аккумулятора | да |
| Индикатор заряда | стрелочный амперметр |
| Использование в качестве блока питания | да |
| Использование в качестве предпускового устройства | да |
| Максимальный зарядный ток, А | 15 |
| Минимальный зарядный ток, А | 15 |
| Напряжение заряда, В | 15 |
| Номинальное напряжение АКБ, В | 12 |
| Охлаждение | пассивное (радиатор) |
| Регулировка напряжения | нет |
| Регулировка тока | нет |
| Электронная защита | нет |
| Напряжение питающей сети, В | 180 — 240 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 — 60 |
| Дополнительная информация | |
| Гарантия | 12 мес. |
Товары могут отличаться от представленных на изображениях, как по форме так и по дизайну, цветовой гамме, контрасту, размерам упаковки, обозначениям на товаре или упаковке, в зависимости от новой поставленной производителем партии или серии товара.
Есть в наличии
- Описание
- Отзывов (0)
Пуско-Зарядное устройство Тамбов ЗПУ-СЕВЕР-М предназначено для заряда 12 В аккумуляторных батарей ёмкостью до 180 А/ч. Применяется для облегчения пуска двигателя совместно с аккумуляторной батареей автомобиля (по каналу ПУСК). Трансформаторное зарядное устройство работает от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением (220 ± 22 В). Условия эксплуатации в закрытых проветриваемых помещениях при температуре -10 …. + 40 и относительной влажности не более 80 %. Замыкание контактов «+» и «-» не допустимо !
-
10788 р.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ В РЕЖИМЕ » ЗАРЯД «
Установите трансформаторное зарядное устройство на расстоянии около 1 метра от заряжаемого аккумулятора.
Подсоедините красный зажим к клемме «+», чёрный к клемме «-«.
Клемму аккумулятора не подсоединённую к массе, следует подсоединить к зарядному устройству первой, другое подсоединение должно быть сделано к шасси вдали от аккумулятора и топливной линии. Затем устройство подсоединяют к питающей сети.
Установите переключатели тока » заряд » в положение соответствующее степени разряженности АКБ.
После выполнения указанных операций и подключения устройства к питающей сети, оно готово к работе.
После окончания заряда устройство необходимо отключить от питающей сети, затем зарядное устройство разъединяют с шасси, а после этого с аккумулятором.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ В РЕЖИМЕ » ПУСК «
Стартерный пуск двигателя возможен только при параллельном подключении пускового устройства к аккумулятору.
Подсоедините красный зажим к клемме «+», чёрный к клемме «-«.
Полюс аккумулятора не соединённый с шасси, должен быть присоединён первым. Другое присоединение должно быть сделано к шасси, вдали от аккумулятора и топливной линии.
После выполнения указанных операций устройство подсоединяют к питающей сети. Переключив пусковое устройство в режим » ПУСК » выдержите его 5-10 минут, после чего осуществите пуск двигателя.
Нарушение полярности при подключении устройства к аккумулятору в режиме » ПУСК «, может вывести устройство из строя.
После окончания пуска двигателя, отсоедините трансформаторное пусковое устройство от питающей сети, затем от шасси, после чего отсоедините клеммы от аккумулятора.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПУСКОВОГО УСТРОЙСТВА ТАМБОВ ЗПУ-СЕВЕР-М
Производитель Тамбов
Модель ЗПУ-СЕВЕР-М
Напряжение АКБ 12 В
Ёмкость АКБ до 180 А/ч
Зарядный ток 18А
Пусковой ток 200А
Длительность пуска 15 сек
Перерыв 90 сек
Выходная мощность:
При пуске 400 Вт
Размеры 325*215*230
Масса не более 9 кг.
На чтение 22 мин Просмотров 21 Опубликовано 7 апреля 2023 Обновлено 7 апреля 2023
Содержание
- Зарядно-пусковое устройство. Схема и подробное описание
- Принципиальная схема
- Детали
- Настройка
- Электрическая схема пуско зарядного устройства
- Общие сведения
- Классификация пуско-зарядных устройств
- Трансформаторный тип
- Бустеры и конденсаторные
- Трансформатор для пускового устройства автомобиля
- Устройства на основе импульсных БП
- Пример расчёта
- Схема пускового устройства
Зарядно-пусковое устройство. Схема и подробное описание
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.
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.
Источник
Электрическая схема пуско зарядного устройства
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.
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
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.
Общие сведения
Запустить двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в холодную пору года является большой проблемой. Кроме того, летом при севшем аккумуляторе это является достаточно сложной задачей. Причиной является аккумуляторная батарея. Ёмкость её зависит от срока службы и вязкости электролита. Состояние или консистенция электролита зависит от температуры окружающей среды.
Дополнительно рекомендуем прочитать статью нашего специалиста, рассказывающую о том, как завести машину в мороз.
При низкой температуре он густеет и замедляются химические реакции, необходимые для питания стартера (ток уменьшается). АКБ очень часто выходят из строя зимой, так как автомобилю очень тяжело запуститься, при этом расходуется больше тока, чем в летний период. Для решения этой проблемы применяются автомобильные пуско-зарядные устройства (ПЗУ).
Не знаете, как сделать лебедку из стартера своими руками? Обязательно прочитайте подробный и очень интересный материал нашего эксперта.
Также советуем прочитать статью нашего специалиста, в которой подробно рассказывается о том, как производить ремонт стартера своими руками.
Классификация пуско-зарядных устройств
Несмотря на похожие функции по запуску ДВС, ПЗУ бывают нескольких видов по исполнению и механизму.
Существуют также и заводские модели, среди которых нужно выбрать ПЗУ, запускающиеся без аккумулятора и работающего стабильно даже при сильном морозе.
На выходе каждого из них получается ток определённого значения и напряжение (U) 12 или 24 В (зависит от модели устройства).
Наиболее популярны трансформаторные ПЗУ, благодаря своей надёжности и ремонтоспособности. Однако и среди других видов есть достойные модели.
Трансформаторный тип
Принцип работы трансформаторных ПЗУ очень прост. Трансформатор преобразует сетевое U в пониженное переменное, которое выпрямляется диодным мостом. После диодного моста постоянный ток с пульсирующими амплитудными составляющими сглаживается конденсаторным фильтром. После фильтра происходит увеличение номинала тока при помощи различного рода усилителей, выполненных на транзисторах, тиристорах и других элементах. Основными преимуществами ПЗУ трансформаторного типа являются следующие:
- надёжность;
- высокая мощность;
- запуск авто в случае, если аккумулятор является «мёртвым»;
- простое устройство;
- регулирование значений U и силы тока (I).
Недостатками являются его габариты и вес. Если нет возможности купить, то нужно собрать пуско-зарядное устройство для автомобиля своими руками. Трансформаторный тип имеет достаточно простое устройство (схема 1).
Схема 1 — Самодельное пусковое устройство для автомобиля.
Для изготовления пуско-зарядного устройства своими руками, схема которого включает в себя трансформатор и выпрямитель, нужно найти радиодетали или приобрести в специализированном магазине. Основные требования к трансформатору:
- мощность (P): 1,3−1,6 кВт;
- U = 12−24 В (зависит от транспортного средства);
- ток II обмотки: 100−200 А (стартер при вращении коленвала потребляет около 100 А);
- площадь (S) магнитопровода: 37 кв. см;
- диаметры провода I и II обмоток: 2 и 10 кв. мм;
- количество витков II обмотки подбирается при расчете.
Диоды подбираются согласно справочной литературе. Они должны быть рассчитаны на большой I и обратное U > 50 В (Д161-Д250).
Если нет возможности найти мощный трансформатор, то схему простого пуско-зарядного автомобильного устройства придется усложнить добавлением каскада усилителя на тиристоре и транзисторах (схема 2).
Схема 2 — Пуско-зарядное своими руками с усилителем мощности.
Принцип работы ПЗУ с усилителем достаточно прост. Его нужно подсоединить к клеммам аккумулятора. Если заряд АКБ нормальный, то U не поступает с ПЗУ. Однако если АКБ разряжен, то открывается переход тиристора и электрооборудование питается от ПЗУ. Если U увеличивается до 12/24 В, то тиристоры закрываются (устройство отключается). Существует два вида тиристорных трансформаторных ПЗУ:
При двуполупериодной схеме изготовления нужно выбирать тиристор около 80 А, а при мостовой от 160 и выше. Диоды нужно выбирать с учётом тока от 100 до 200 А. Транзистор КТ3107 возможно заменить на КТ361 или другой аналог с такими же характеристиками (можно и мощнее). Резисторы, находящиеся в управляющей цепи тиристора, должны быть мощностью не менее 1 Вт.
Бустеры и конденсаторные
ПЗУ аккумуляторного типа называются бустерами и представляют переносные АКБ, работающие по принципу блока переносного зарядного устройства. Они бывают бытовыми и профессиональными. Основное отличие в количестве встроенных элементов питания. Бытовые имеют ёмкость, достаточную для запуска авто с севшим аккумулятором. Им можно запитать только одну единицу техники. Профессиональные обладают большой ёмкостью и служат для запуска не одного авто, а нескольких.
Также советуем прочитать статью нашего эксперта, в которой рассказывается о том, как выбрать бустер для запуска двигателя.
Конденсаторные имеют очень сложную схему исполнения, и, следовательно, их невыгодно делать самостоятельно. Основная часть схемы является конденсаторным блоком. Стоят такие модели дорого, но являются портативным ПЗУ, способными запустить стартер даже со «сдохшим» аккумулятором. Частое использование приводит к очень быстрому износу аккумулятора, если он новый. Наибольшую популярность среди всех моделей получили Berkut (рисунок 1) с пусковыми токами 300, 360, 820 А. Принцип работы устройства заключается в быстрой разрядке конденсаторного блока и этого времени хватает для запуска ДВС.
Если сравнивать аккумуляторное и конденсаторное ПЗУ, то нужно учитывать особенности использования в конкретной ситуации. Например, при поездках по городу подойдёт аккумуляторный тип. В том случае, если происходят дальние поездки, то следует выбирать автономный тип ПЗУ, а именно конденсаторный.
Трансформатор для пускового устройства автомобиля
Для создания такого пускового устройства от сети трансформаторного типа нужно перемотать сам трансформатор.
Зажимы крокодильчики для удобства пользования и присоединения проводов пускача к аккумуляторное батареи автомобиля, очень желательно медные, так как у них большая проводимость, и толстые толщиной не менее 2мм
Собственно приступаем к процессу изготовления портативного пускового устройства для автомобиля своими руками
Для этого нужно сделать первичную обмотку трансформатора медной проволокой в изоляции диаметром не менее 1.5-2мм, количество витков будет примерно 260-300.
После того как вы намотаете эту проволоку на сердечник трансформатора вам необходимо замерять силу тока и напряжение, выдаваемое на выходе этих обмоток, оно должно быть в диапазоне 220-400 мА.
Если у вас получилось меньше, то отмотайте несколько витков обмотки, а если получилось более значении, то наоборот домотайте.
Теперь надо намотать вторичную обмотку трансформатора пуско зарядного устройства. Её желательно наматывать многожильным кабелем толщиной не менее 10мм, как правило вторичная обмотка содержит 13-15 витков, на выходе при замерах на вторичной обмотке вы должны получить 13-14 вольт, при этом как вы понимаете напряжение стало маленьким 13 вольт всего, но зато сила тока протекающему по нему возросла примерно до 100Ампер, а была всего 220-400 миллиампер, то есть сила тока возросла примерно в 300-400 раз, а напряжение уменьшилось примерно в 15 раз.
Для аккумулятора важно и то и другое, но в данном случае ключевую роль играет именно сила тока.
Устройства на основе импульсных БП
Ещё одним вариантом является ПЗУ импульсного типа (схема 3). Это устройство способно генерировать токи до 100 и более ампер (зависит от элементарной базы). ПЗУ представляет импульсный источник питания с задающим генератором на микросхеме IR2153, выход которого выполнен в виде обыкновенного повторителя на базе BD139/140 или его аналога. В импульсном БП (далее ИБП) применяются мощные транзисторные ключи типа 20N60 с током 90 А и максимальным U = 600 В. В схеме присутствует также выпрямитель однополярного типа с мощными диодами.
Схема 3 — Пусковое устройство для автомобиля портативное своими руками с возможностью зарядки аккумулятора.
При подключении в сеть через цепь «R1 — R2 — R3 — диодный мост» происходит зарядка электролитических конденсаторов C1 и C2 , ёмкость которых прямо пропорционально зависит от мощности ИБП (2 мк на 1 Вт). Они должны быть рассчитаны на U = 400 В. Через R5 поступает напряжение для генератора импульсов, которое растёт с течением времени на конденсаторах и U на микросхеме. Если оно доходит до 11 — 13 В, то микросхема начинает генерировать импульсы для управления транзисторами. При этом появляется U на II обмотках трансформатора и открывается составной транзистор, подается питание на обмотку реле, которое плавно запустит стартер. Время срабатывания реле подбирается конденсатором.
Это ПЗУ снабжено защитой от токов короткого замыкания (КЗ) при помощи резисторов, выполняющих роль предохранителей. Они открывают при КЗ маломощный тиристор, который коротит соответствующие выводы микросхемы (она прекращает свою работу). Об исчезновении КЗ свидетельствует светодиод, который будет гореть. Если КЗ нет, то он гореть не будет.
Пример расчёта
Для грамотного изготовления ПЗУ нужно произвести его расчёт. За основу берётся трансформаторный тип устройства. Ток АКБ в режиме запуска составляет Iст = 3 * Сб (Сб — ёмкость АКБ в А*ч). Рабочее U на «банке» составляет 1,74 — 1,77 В, следовательно, для 6 банок: Uб = 6 * 1,76 = 10,56 В. Для расчёта мощности, потребляемой стартером, например, для 6СТ-60 с ёмкостью в 60 А: Рс = Uб * I = Uб * 3 * С = 10,56 * 3 * 60 = 1 900,8 Вт. Если собрать устройство по этим параметрам, то получится следующее:
- Работа осуществляется вместе со штатной АКБ.
- Для запуска нужно подзаряжать АКБ в течение 12 — 25 секунд.
- Стартер крутится с этим устройством 4 — 6 секунд. Если запустить не получилось, то придётся повторять процедуру заново. Этот процесс оказывает отрицательное воздействие на стартер (значительно нагреваются обмотки) и срок службы АКБ.
Устройство должно быть намного мощнее (рисунок 1), так как ток трансформатора находится в диапазоне 17 — 22 А. При таком потреблении происходит падение U на 13 — 25 В, следовательно, сетевое U = 200 В, а не 220 В.
Рисунок 2 — Схематическое изображение ПЗУ.
Принципиальная электрическая схема состоит из мощного трансформатора и выпрямителя.
Исходя из новых расчётов для ПЗУ необходим трансформатор, мощность которого составляет около 4 кВт. При такой мощности обеспечивается частота вращения коленвала:
- карбюраторные: 35 — 55 оборотов в минуту;
- дизельные: 75 — 135 об/мин.
Для изготовления понижающего трансформатора желательно использовать тороидальный сердечник от старого мощного электродвигателя большой мощности. Плотность тока в трансформаторных обмотках составляет примерно 4 — 6 А/кв. мм. Площадь сердечника (железняка) рассчитывается по формуле: Sтр = a * b = 20 * 135 = 2 700 кв. мм. Если за основу взят другой магнитопровод, то нужно найти в интернете примеры расчёта трансформатора с этой формой железняка. Для расчёта количества витков:
- T = 30/Sтр.
- Для I обмотки: n1 = 220 * T = 220 * 30/27 = 244. Мотается проводом диаметра 2,21 мм.
- Для II: W2 = W3 = 16 * T = 16 * 30/27 = 18 витков из алюминиевой шины с S = 36 кв. мм.
После намотки трансформатора необходимо включить его и измерить ток холостой работы. Его значение должно быть менее 3,2 А. При намотке нужно равномерно распределять витки по площади каркаса катушки. Если ток холостого хода выше нужного значения, то убирают или доматывают витки на I обмотке. Внимание: II обмотку трогать нельзя, так как это приведёт к снижению коэффициента полезного действия (КПД) трансформатора.
Выключатель следует выбирать со встроенной теплозащитой, использовать только диоды, рассчитанные на ток 25 — 50 А. Все соединения и провода укладываются аккуратно. Провода следует использовать минимальной длины и многожильные медные с сечением свыше 100 кв. мм. Длина провода имеет значение, так как на нём могут быть потери U около 2 — 3 В при запуске стартера. Соединитель со стартером сделать быстросъёмным. Кроме того, чтобы не перепутать полярность, нужно наметить провода («+» — красная изоляционная лента, а «-» — синяя).
ПЗУ должно запускаться на 5 — 10 секунд. Если используются мощные стартеры (свыше 2 кВт), то питание однофазной сети не подойдёт. В этом случае нужно переделать ПЗУ под трёхфазный вариант. Кроме того, возможно применение уже готовых трансформаторов, но они должны быть довольно мощными. Подробный расчёт трёхфазного трансформатора можно найти в справочной литературе или интернете.
Схема 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.
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 %.
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.
Читать далее — Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов
Популярные схемы зарядных устройств:
Схема тиристорного зарядного устройства
Десульфатирующее зарядное устройство
Простое зарядное устройство
Схема автомата включения-выключения зарядного устройства
Источник