Электрическая схема электродвигателя стартера с параллельным возбуждением

Обновлено: 08.01.2025

Двигатели постоянного тока используются в качестве тяговых на электротранспорте, для привода грузоподъёмных механизмов, в аккумуляторном электроинструменте. У них хорошие пусковые характеристики и легко поддаются регулировке частоты вращения. Сегодня мы рассмотрим принцип работы и устройство двигателей постоянного тока.

Принцип работы

Простейший двигатель постоянного тока (ДПТ) состоит из неподвижной части — статора, и подвижной вращающейся части — ротора. На его статоре расположен постоянный магнит, а на роторе расположена обмотка. Ротор двигателя постоянного тока ещё называют якорем.

На роторе расположен магнитопровод с обмоткой и щёточно-коллекторный узел. Последний состоит, как видно из названия, из коллектора и щёток:

Рисунок 1. Устройство простейшего двигателя постоянного тока: 1 — полюса постоянного магнита; 2 — обмотка якоря, 3 — якорь или ротор, 4 — щетки, 5 – щеточно-коллекторный узел, 6 – ламели на коллекторе.

После поворота якоря на 180° направление электромагнитных сил останется прежним, потому что при переходе проводника его обмотки из зоны магнитного полюса одной полярности, в зону действия полюса с другой полярностью изменяется и направление тока. Как раз для этого и нужен коллектор, как именно происходит переключение обмоток и изменение направления тока в них при вращении якоря вы можете видеть на следующей иллюстрации.

Вот как это происходит:

Рисунок 3. Работа щёточно-коллекторного узла (крестом обозначение движение тока в обмотке от нас, а точкой к нам).

Если бы коллектора не было, а стояли токосъёмные кольца, как на якорях синхронных машин, то якорь бы не вращался, а примагнитился и замер в одном положении.

Подведём итоги: несмотря на то, что эти двигатели называют двигателями постоянного тока , для их работы требуется протекание в якоре переменного тока . Щёточно-коллекторный узел или, как его еще называют, коммутатор выполняет функцию преобразователя постоянного тока в переменный и является незаменимой частью машины переменного тока.

Устройство

Постоянные магниты используются в маломощных двигателях постоянного тока, в мощных машинах вместо них используется обмотка возбуждения. Ток, который на неё подаётся, называют током возбуждения, а поле, соответственно, полем возбуждения.

Итак, статор двигателя постоянного тока состоит из станины (рис. 5-6) и главных полюсов (рис. 5-4 и 5). Станина должна обладать достаточной механической прочностью и магнитной проницаемостью, так как это часть магнитопровода, поэтому её изготавливают из стали.

Рисунок 5. Устройство электродвигателя постоянного тока: 1 — коллектор; 2 — щётки; 3 — сердечник якоря; 4 — сердечник полюса; 5 полюсная катушка или катушка возбуждения; 6 — станина; 7, 12 — подшипниковый щит; 8 — вентилятор; 9 — обмотка якоря; 10 — вал; 11 — лапы.

На станине также закрепляются подшипниковые щиты, а на её нижней части есть лапы для крепления двигателя. По окружности станины есть отверстия (рис. 5-4) для крепления главных полюсов.

Рисунок 6. Главные полюсы (а) с бескаркасной катушкой, (б) с каркасной полюсной катушкой: 1— станина; 2 — сердечник полюса; 3 — полюсная катушка

В машинах постоянного тока катушку мощностью более 1 киловатта катушку делают каркасной, то есть её наматывают на пластиковом каркасе и надевают на сердечник полюса. А в маломощных наматывают прямо на сердечник, предварительно подложив изолирующую подкладку.

Якорь машины постоянного тока состоит из вала (рис. 5-10), на котором установлен. сердечник (рис. 5-3) и коллектор (рис. 5-1). Как и в случае с полюсами, для снижения вихревых токов и потерь, сердечник якоря набирается из штампованных листов электротехнической стали, которые покрывают лаком для изоляции, собирают в пакет и запекают. После запекания сердечник напрессовывают на вал.

Вихревые токи возникают в проводниках из-за перемагничивания при вращении в магнитном поле. При снижении сечения каждой пластины сердечника – снижаются и вихревые токи.

На самом сердечнике якоря есть пазы, в которые укладывается обмотка. После укладки проводов, чтобы их зафиксировать, пазы закрывают клиньями или наматывают бандаж из проволоки или стеклоленты.

Щётки располагаются в щёткодержателях. Это неподвижный узел, часто оснащается пружинами, которые прижимают щётки к коллектору. Щётка соединяется с электрической цепью машины (и источником питания) с помощью плетённого медного тросика, он очень гибкий и не затрудняет перемещение щётки в обойме. Вы можете увидеть устройство этого узла на рисунке 9.

Щёткодержатель позволяет регулировать давление на щётку. Это важно для стабильной работы машины. Слишком сильный нажим приведет к тому, что щётки будут изнашиваться быстрее, а коллектор будет греться. А если щётки прижаты плохо — то они начинают искрить.

Рисунок 9. Устройство щеткодержателя: 1 — курок, 2 — пружина, 3 — щетка, 4 — обойма, 5 — зажим, гибкий тросик

Вернёмся к рисунку 5, для вашего удобства немного нарушим нумерацию рисунков и продублируем его. В двигателе есть ещё несколько важных элементов – это два подшипниковых щита (рис. 5-12) со сменяемыми подшипниками, которые обеспечивают лёгкое вращение вала и вентилятор (рис. 5-8). Вентилятор здесь, как и во многих других типах электродвигателей установлен на валу двигателя и обдувает его статор для охлаждения во время работы.

Для удобного обслуживания на переднем подшипниковом щите есть окно для осмотра коллектора и щёток без полной разборки машины. Это важно, так как на производствах электрики меняют щётки довольно часто, в зависимости от нагрузки на машину периодичность замены может составлять и 1-2 недели, поэтому нужно постоянно следить за их состоянием.

Схемы соединения обмоток

Во многом характеристики и особенности работы двигателей постоянного тока зависят от схемы соединения обмотки якоря и обмотки возбуждения различают 4 основных схемы:

Независимое возбуждение. Якорь и обмотка возбуждения питаются от разных источников, обмотка возбуждения питается от возбудителя.
Параллельное возбуждение. Обмотка возбуждения и якорь подсоединены параллельно.
Последовательное возбуждение. Якорь и обмотка возбуждения соединены последовательно.
Смешанное возбуждение. В этом случае у двигателя есть две обмотки возбуждения, одна соединяется с якорем параллельно, а втора – последовательно.

Интересно! Во всех случаях устройство электродвигателя одинаково, отличается лишь конструкция обмотки возбуждения.

При независимом возбуждении обмотка якоря подключена к основному источнику питания, например, сети постоянного тока, с напряжением U, а обмотка возбуждения к другому источнику постоянного тока с напряжением Uв через регулировочный реостат Rрв. В цепь якоря включён пусковой реостат Rп.

Регулировочный реостат Rрв регулирует ток возбуждения и магнитный поток Ф. Иначе говоря, нужен для регулировки частоты вращения якоря двигателя при работе. Пусковой реостат – для плавного пуска и ограничения пусковых токов в обмотке якоря. При такой схеме цепь якоря и цепь возбуждения не связаны, и токи в них не зависят друг от друга. Если пренебречь некоторыми особенностями, то можно считать, что поток двигателя Ф не зависит от нагрузки.

Поэтому зависимость электромагнитного момента М от частоты вращения n и тока якоря Iя будут линейными (рис 11-а), как и их механические характеристики (рис. 11-б). Угол наклона рабочей характеристики (рис. 11-в) зависит от сопротивления пускового реостата Rп. Чем больше его сопротивление — тем более мягкая характеристика, тем больше её угол наклона.

Рисунок 11. Характеристики электродвигателей постоянного тока с независимым и параллельным возбуждением: а — скоростные и моментная, б — механические, в — рабочие.

Характеристика 1, когда двигатель работает без сопротивления в цепи якоря называется естественной, она жёсткая, угол её наклона очень маленький. Характеристики 2, 3, 4 и называют реостатными, и угол их наклона тем больше, чем больше сопротивление в цепи якоря. То есть на характеристике 1 – Rп=0, на характеристике 2 сопротивление Rп1≠0, на графике 3 – Rп1

Из особенностей выделим, что двигатель с независимым возбуждением может пойти вразнос при обрыве цепи возбуждения . В цепь обмотки возбуждения не подключают предохранителей или автоматических выключателей, так как при разрыве цепи возбуждения резко уменьшится магнитный поток и останется лишь поток от остаточного возбуждения. Если в это время двигатель работает на холостом ходу или нагрузка на валу маленькая, то частота вращения сильно возрастёт, грубо говоря, двигатель начнёт разгоняться до бесконечности.

Это происходит, потому что уменьшается магнитный поток и, как следствие, уменьшается ЭДС якоря, а приложенное к нему напряжение остаётся неизменным, поэтому сильно увеличивается ток якоря Iя. Для равновесной работы двигателя нужно, чтобы его ЭДС была приблизительно равна приложенному напряжению (Uном=Eя+Iя×Rя). Так как ЭДС пропорциональна магнитному потоку возбуждения и частоте вращения якоря (Ея=Се×Фв×n), а магнитный поток очень снизился, то двигатель будет разгоняться до тех пор, пока ЭДС не вырастет до нужных значений (E= U-Iя×∑Rя), при остаточном магнитном потоке.

В результате по коллектору может возникнуть круговой огонь – это аварийная ситуация, от которой двигатель выйдет из строя. Чтобы этого избежать нужна защита, которая отключит двигатель от источника питания.

Если же нагрузка на валу будет близка к номинальной, то при разрыве цепи возбуждения он просто остановится, и резко увеличится ток якоря. Чтобы избежать выхода двигателя из строя, он должен быть отключён от питания.

Схема электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, в общем, похожа на схему с независимым, но обмотка возбуждения питается от того же источника что и якорь.

Характеристики и особенности — это схемы в целом такие же, как и у схемы с независимым возбуждением, но есть некоторые отличия:

Двигатель с параллельным возбуждением нормально работает только от источника постоянного тока с неизменяющимся напряжением.
Если он работает от управляемого выпрямителя или от генератора, где напряжение изменяется, то уменьшение напряжение приведёт к уменьшению тока возбуждения Iв, и к увеличению тока якоря Iя, что опять-таки аналогично предыдущему случаю. Это ограничивает возможности регулировки оборотов двигателя с помощью изменения питающего напряжения.

Рассмотрим следующую схему – двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. В этом случае также используются два реостата – пусковой и регулировочный. Регулировочный реостат подключается параллельно обмотке возбуждения для регулировки частоты вращения якоря, его может и не быть в схеме.

Главная особенность этой схемы в том, что ток возбуждения равен току якоря. Если в цепь добавляется регулировочный реостат Rрв, то ток возбуждения Iв не равен, но пропорционален току якоря Iя. Поэтому магнитный поток Ф зависит от нагрузки двигателя — при повышении нагрузки в этой схеме увеличивается не только ток якоря Iя, но и ток возбуждения Iв.

Рисунок 14. Характеристики электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением: а — скоростные и моментная, б — механические, в — рабочие.

Если ток якоря Iя ниже номинального Iном на 10-20%, то магнитная система двигателя не насыщена, и магнитный поток Ф изменяется прямо пропорционально току якоря. Скоростная характеристика при этом мягкая. При повышении тока якоря Iя будут снижаться его обороты, из-за того, что увеличивается падение напряжения на его обмотках (Uобмоток=Iя×∑Rя), и увеличивается магнитный поток Ф (вспомните почему двигатель идет в разнос и формулы, которые я там указывал, так вот здесь ситуация обратная). А электромагнитный момент М при увеличении тока якоря будет резко возрастать (рисунок 14-а), зависимость момента имеет форму параболы — момент увеличивается сильнее, чем ток Iя.

Когда ток якоря больше номинального Iя>Iном магнитная система насыщена и магнитный поток Ф при изменении тока якоря не изменяется, при этом зависимость момента М и частоты вращения n от тока якоря становятся линейной.

Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением может пойти вразнос на холостом ходу. Это связано с тем, что механическая характеристика у него мягкая с гиперболическим характером и без нагрузки или с маленькой нагрузкой двигатель потребляет малый ток, а ток возбуждения зависит от тока якоря, следовательно и магнитный поток будет низким, из-за чего частота вращения резко возрастает.

Если упростить всё вышесказанное, то такие двигатели нельзя применять для привода в движение механизмов, которые работают в режиме холостого хода или при малой нагрузке на валу. Минимальная нагрузка двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением большой и средней мощности составляет от 20 до 25% от номинальной, а применение ремённой передачи или фрикционной муфты недопустимо. Если ремень оборвёт – двигатель останется без нагрузки.

Но такие двигатели всё равно широко используются в электротранспорте, где нагрузочный момент изменяется в широких пределах (электровозы, электропоезда, электрокары и погрузчики) и в приводах грузоподъёмных механизмов. Это объясняется тем, что из-за мягких характеристик при увеличении нагрузочного момента у него меньше растёт ток и потребляемая мощность, чем у двигателей с независимым или параллельным возбуждением.

К тому же у двигателей с последовательным возбуждением больший пусковой момент, потому что при возрастании тока обмотки якоря растёт и ток возбуждения, а вместе с ним и магнитный поток. Так пусковой момент у двигателей с последовательным возбуждением может превышать номинальный момент до 4-х раз, а у двигателей с независимым и параллельным возбуждением до 2-х раз (если пренебречь реакцией якоря, влиянием насыщения и падением напряжения в цепи обмотки).

В электродвигателе со смешанным возбуждением магнитный поток создают две обмотки возбуждения – параллельная и последовательная. Параллельная обмотка может быть и независимой, если подключить её к другому источнику.

Она совмещает в себе особенности всех предыдущих схем, например, поток последовательной обмотки зависит от тока якоря и зависит от нагрузки, а поток параллельной зависит только от тока возбуждения Iв1, а от нагрузки не зависит. Механическая характеристика представляет собой среднее от характеристик двигателей с параллельным и последовательным возбуждением, и изменяя токи возбуждения последовательной или параллельной обмотки её можно приблизить к характеристике одного (кривая 3 при малой магнитодвижущей силе последовательной обмотки) или другого типа двигателя (кривая 4 при малой магнитодвижущей силе параллельной обмотки).

Следовательно, у этого двигателя есть достоинства других типов двигателей, например. Он может работать на холостом ходу, когда Ф последовательной обмотки близок или равен 0, и не идти вразнос, так как его частота вращения определяется потоком параллельной обмотки.

Подведём итоги

Двигатели постоянного тока широко используются там, где нужен хороший пусковой момент или возможность регулировки частоты вращения в широких пределах. Благодаря этому они нашли широкое применение и в ручном аккумуляторном инструменте, где возбуждение происходит за счёт постоянных магнитов, а не обмоток и для регулировки оборотов просто изменяется напряжение питания, с помощью ШИМ-регулятора, встроенного в кнопку пуска.

Но есть и свои недостатки, хотя бы в том, что щётки и сам коллектор имеют конечный ресурс. Щётки стираются, а пластины коллектора замыкает из-за угольной пыли со щёток, и сами они также стачиваются в процессе работы. При дефекте поверхности пластин коллектора возникает искрение и круговой огонь. По этим же причинам использование двигателей постоянного тока во взрывоопасных местах ограничено. Поэтому в последнее время ДПТ во некоторых сферах вытесняются бесколлекторными двигателями, так называемыми BLDC.

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.

Хорошие тяговые характеристики электрических машин постоянного тока сделали их неотъемлемым элементом большинства устройств промышленной и бытовой механизации. Но вместе с тем возникает и существенная проблема значительных пусковых токов, в сравнении с асинхронными электродвигателями, работающих на переменном напряжении. Именно поэтому многие специалисты детально изучают способы запуска электродвигателя постоянного тока, прежде чем включить агрегат.

Пуск с помощью пускового реостата

В этом случае в цепь вводится переменное сопротивление, которое на начальном этапе обеспечивает снижение токовой нагрузки, пока вращение ротора не достигнет установленных оборотов. По мере стабилизации ампеража до стандартной величины в реостате уменьшается сопротивление от максимального значения до минимального.

Расчет электрической величины в этом случае будет производиться по формуле:

I = U / (Rобм + Rреостата)

В лабораторных условиях уменьшение нагрузки может производиться вручную – посредством перемещения ползунка реостата. Однако в промышленности такой метод не получил широкого распространения, так как процесс не согласовывается с токовыми величинами. Поэтому применяется регулировка по току, по ЭДС или по времени, в первом случае задействуется измерение величины в обмотках возбуждения, во втором, на каждую ступень применяется выдержка времени.

Оба метода используются для запуска электродвигателей:

с последовательным;
с параллельным возбуждением;
с независимым возбуждением.

Запуск ДПТ с параллельным возбуждением

Такой запуск электродвигателя осуществляется посредством включения и обмотки возбуждения, и якорной к напряжению питания электросети, друг относительно друга они располагаются параллельно. То есть каждая из обмоток электродвигателя постоянного тока находятся под одинаковой разностью потенциалов. Этот метод запуска обеспечивает жесткий режим работы, используемый в станочном оборудовании. Токовая нагрузка во вспомогательной обмотке при запуске имеет сравнительно меньший ток, чем обмотки статора или ротора.

Для контроля пусковых характеристик сопротивления вводятся в обе цепи:

На начальном этапе вращения вала позиции реостата обеспечивают снижение нагрузки на электродвигатель, а затем их обратно выводят в положение нулевого сопротивления. При затяжных запусках выполняется автоматизация и комбинация нескольких ступеней пусковых реостатов или отдельных резисторов, пример такой схемы включения приведен на рисунке ниже:

При подаче напряжения питания на электродвигатель ток, протекающий через рабочие обмотки и обмотку возбуждения, за счет магазина сопротивлений Rпуск1, Rпуск2, Rпуск3 нагрузка ограничивается до минимальной величины.
После достижения порогового значения минимума токовой величины происходит последовательное срабатывание реле K1, K2, K3.
В результате замыкания контактов реле K1.1 шунтируется первый резистор, рабочая характеристика в цепи питания электродвигателя скачкообразно повышается.
Но после снижения ниже установленного предела замыкаются контакты K2.2 и процесс повторяется снова, пока электрическая машина не достигнет номинальной частоты вращения.

Торможение электродвигателя постоянного тока может производиться в обратной последовательности за счет тех же резисторов.

Запуск ДПТ с последовательным возбуждением

На рисунке выше приведена принципиальная схема подключения электродвигателя с последовательным возбуждением. Ее отличительная особенность заключается в последовательном соединении катушки возбуждения Lвозбуждения и непосредственно мотора, переменное сопротивление Rякоря также вводится последовательно.

По цепи обеих катушек протекает одинаковая токовая величина, эта схема обладает хорошими параметрами запуска, поэтому ее часто используют в электрическом транспорте. Такой электродвигатель запрещено включать без усилия на валу, а регулирование частоты осуществляется в соответствии с нагрузкой.

Пуск ДПТ с независимым возбуждением

Подключение электродвигателя в цепь с независимым возбуждением производится путем ее запитки от отдельного источника.

На схеме приведен пример независимого подключения, здесь катушка Lвозбуждения и сопротивление в ее цепи Rвозбуждения получают питание отдельно от обмоток двигателя током независимого устройства. Для обмоток двигателя также включается регулировочный реостат Rякоря. При этом способе запуска машина постоянного тока не должна включаться без нагрузки или с минимальным усилием на валу, так как это приведет к нарастанию оборотов и последующей поломке.

Стартерный двигатель-это электрическая машина постоянного тока. Яндекс покажет тысячи материалов на эту тему.

Если проводник поместить в магнитное поле и пропустить по нему ток, то, ток в проводнике создает свое магнитное поле и возникает взаимодействие двух магнитных полей.
Магнитное поле выталкивает проводник с током, потому что сам проводник становится магнитом.

Проводник с током в магнитном поле

Как ведет себя проводник с током в магнитном поле?

Проводник с током помещенный в магнитное поле начнет двигаться.

Это происходит потому, что взаимодействуют два магнитных поля: внешнее и поле самого проводника.

Движение будет происходить в сторону ослабления магнитно - силовых линий.

Направление силы действующей на проводник с током в магнитном поле определяется правилом левой руки. Магнитные силовые линии входят в ладонь, четыре пальца по направлению тока, отогнутый большой палец покажет направление силы, которая заставляет двигаться проводник.

F = BIL sin a

Рамка с током в магнитном поле

Как ведет себя контур с током в магнитном поле?

Контур с током - это замкнутая рамка, в которой протекает ток.

Все стороны рамки - это проводники в магнитном поле, но ведут они себя по-разному, потому, что токи в них направлены в разные стороны.

К рамке оказывается приложен крутящий момент, и он выставит рамку в такое положение, когда она будет расположена всей площадью поперек поля.

На основе этого явления создан электрический двигатель постоянного тока.

Для того, чтобы рамка не останавливалась, её концы подсоединяют к специальному устройству, которое называется коллектор. Коллектор позволяет все время менять направление тока в рамке, и она вращается без остановки, при этом с рамки можно снять полезный крутящий момент.

Для того чтобы получился постоянно вращающийся мотор надо сделать так чтобы было много проводников на роторе, через которые проходит ток, они по очереди испытывают действие магнитного поля, выталкиваются из него и заставляют ротор поворачиваться.

Главная часть электродвигателя стартера - это якорь, в котором заложено множество проводников, которые образуют рамки. Они по-очереди подключаются к аккумулятору, по ним проходит ток и якорь вращается, испытывая действие внешнего магнитного поля.

Для стартерного электродвигателя постоянного тока якорь и ротор это одно и тоже.

Ток во вращающийся ротор подводят через щетки.

Коллектор

Концы проводников на роторе, собираются в единый конструктивный узел, который называется коллектор.

Коллектор это жесткие концы проводников ротора, изолированных друг от друга и собранных в единый цилиндр. Это нужно для того, чтобы к нему удобно было прижимать щетки. То есть коллектор нужен для того, чтобы якорю было удобно взаимодействовать со щетками.

Доли коллектора называются ламели, щетки по очереди замыкаются с ламелями и передают ток в проводники ротора.

Схема подключения стартера очень простая. В замке зажигания есть группа контактов, которая замыкается при повороте ключа на запуск. Через эти контакты идет ток втягивающего реле. Для разгрузки этих контактов может стоять дополнительное реле, которое называется реле стартера.. .

Самый простой вариант. Ток втягивающего реле идет через контакты замка зажигания.

Ток втягивающего реле в первый момент, пока не замкнулись силовые контакты достигает 50 Ампер. Такой ток ток создает очень сильное намагничивание и сердечник ударно втягивается.

Во втягивающем реле две обмотки - втягивающая и удерживающая. Две обмотки нужны для того, чтобы можно было одну обмотку отключить, для экономии тока. Сначала, они срабатывают вместе - сдвигают сердечник, он вводит в зацепление бендикс и замыкает силовые контакты. После замыкания контактов, сердечник еще какое-то время должен быть во втянутом состоянии. Удержание сердечника не требует большой сиды, поэтому втягивающая обмотка сразу отключается, и ток потребляет только удерживающая.

Втягивающая обмотка потребляет 40 Ампер, а удерживающая 10 Ампер, вместе они потребляют 50 Ампер. Это очень большой ток. Если его уменьшить, например намотать обмотки более тонким проводом, то силы магнитного поля не хватит, чтобы ударно втянуть сердечник.

Провода от замка зажигания ко втягивающему реле должны быть довольно толстыми, а контакты замка, которые включают стартер, должны быть достаточно надежными, но, все равно они часто подгорают и стартер плохо включается.

Как разгрузить контакты и сделать управляющие провода тоньше?

Традиционное решение - надо применить промежуточное реле.

Электромагнитное реле - это такое устройство, которое подключает большой ток, с помощью маленького управляющего. тока.

Это замечательное устройство очень широко применяется в электротехнике, в том числе в автомобильном электрооборудовании. Все мощные устройства автомобиля - печки, вентиляторы, освещение, и т. п. включатся не напрямую, а через реле. Такое решение позволяет укоротить сильноточные цепи, сделать систему более надежной и сэкономить на толщине проводов.

Внутри реле есть силовые контакты, через которые проходит большой ток, Они подключены к выводам 30 - 87 и есть электромагнит, обмотка которого подключена в выводам 86 - 85 . Точка 85 обычно подключается к массе, Если на точку 86 подать плюс от контактов замка зажигания, то пойдет ток, сердечник электромагнита намагнитится и замкнет силовые контакты. Управляющий ток, который идет через обмотку реле, обычно от 100 мА до 1А., в зависимости от мощности реле, а ток, который замыкает реле, составляет десятки ампер.

Применение реле стартера

При замыкании контактов замка зажигания, ток идет от точки 86 через обмотку реле на массу, силовые контакты реле замыкаются и появляется ток от точки 30 к точке 87 - это ток втягивающего реле. После запуска двигателя. ключ возвращается и контакты замка размыкаются.- реле отключается, стартер выключается.

В современных автомобилях реле стартера, как большинство других реле, установлено в блоке предохранителей или отдельном блоке реле, надо смотреть описание машины.

На старых машинах (на 2108, 2109, на панели над двигателем под лобовым стеклом. на "Волгах" на левой бокой панели под торпедо, около левого колена водителя.

Обычно это реле ищут, если стартер не срабатывает. Н а реле стартера можно наткнуться. Если оно само срабатывает. При повороте ключа зажигания "на стартер", слышен тихий щелчок, Если прикладывать палец к корпусам реле, то можно понять какое реле щелкает, возможно это реле стартера. Щелкать в этот момент могут и некоторые другие реле, проверяя их по очереди можно понять какое реле - реле стартера.

Маленькие автомобильные реле не ремонтопригодны, их надо просто менять.

Зачем на грузовых стартерах два втягивающих ?

На этой картинке хорошо видно дополнительное реле, которое стоит сверху. Это конечно не втягивающее реле, у него нет задачи втягивания бендикса, оно просто выполняет функцию дополнительного реле, разгружая управляющие цепи основного втягивающего реле, которое в таких мощных стартерах потребляет ток 80 - 100 ампер.

Читайте также: