Устройство стартера асинхронного двигателя
При словах “мягкий пускатель” у человека, далёкого от электроники, возникает ассоциация – что-то мягкое, набитое поролоном или ватой.
Но давайте серьезно рассмотрим это замечательное устройство, выясним, что у него внутри и с какой стороны к нему подходить.
Мягкий пускатель – что это такое?
Понятие “мягкий” относится не к самому пускателю, а к пуску двигателя, который подключается через такой пускатель.
Имеется ввиду, как правило, асинхронный электрический двигатель с короткозамкнутым ротором. Это самый распространенный тип двигателей. По моим наблюдениям, в более 95% случаев в промышленном оборудовании применяются именно асинхронные двигатели.
Я уже писал в статье про подключение электродвигателей , что двигателя можно подключать различными способами – прямой подачей напряжения через контактор , через твердотельное реле , через схему “звезда-треугольник” , через частотный преобразователь . По приведенным ссылкам рекомендую перейти, если эта тема интересует, там много интересного.
Так вот, если контактор и твердотельное реле включают двигатель “жёстко” (БАХ! – и поехали), то мягкий пускатель позволяет сделать мягкий, плавный старт двигателя. Поэтому его ещё называют плавным пускателем, устройством плавного пуска (УПП) или soft starter – софтстартер.
Причём, пускатель на то и пускатель, что он полностью обеспечивает все потребности двигателя в пуске, останове и защите.
Мягкий пускатель и софтстартер - это одно и то же.
По мягким пускателям (софтстартерам) у меня есть парочка статей на Дзене, вот они:
Почему сгорел софтстартер? - статья про реальный случай на производстве, когда из-за неправильного подключения защиты и перегрузки случился пожар. В комментариях меня почему-то обвинили во лжи и халатности. Видимо, эти комментаторы живут в идеальном мире, без аварий, поломок и Путина)
Пример установки и подключения софтстартера - про то, как я установил УПП вместо контактора прямого пуска. И для чего это нужно.
Чем отличается контактор от пускателя - тут я обосновываю, что контактор это не то, "что препод в ПТУ в 1975 году рассказывал", а то, как это определено в ГОСТ и на сайтах производителей.
Где используются мягкие пускатели
Мягкие пускатели целесообразно применять там, где существует большая нагрузка на валу в момент включения двигателя. Как следствие – большие пусковые токи .
Большая нагрузка может быть за счет большой инерции ротора двигателя, а также за счет собственно нагрузки (потребителя). Имеется ввиду такая нагрузка, как конвейера, имеющие большую протяженность и перемещающие хрупкие предметы, вентиляторы, имеющие массивную крыльчатку, а также различные насосы и компрессора.
Кроме того, иногда очень важно обеспечить не только плавный пуск, но и плавный останов. Например, при питании тех же конвейеров, чтобы предметы не попадали или не сместились. Либо в насосном оборудовании, для предотвращения гидроудара при выключении.
Мягкий пуск электродвигателя при помощи мягких пускателей и преобразователей частоты успешно решает все эти проблемы, а также даёт другие преимущества, предоставляя полную свободу в управлении двигателем.
Пару десятков лет назад, до развития электронных устройств пуска, при необходимости управления приводом применялись двигатели постоянного тока, управлять которыми проще. Однако, и стоят они дороже асинхронных.
Выбор софтстартера
При выборе мягкого пускателя вполне логично руководствоваться прежде всего мощностью подключаемого электромотора.
Однако, если мотор имеет тяжелые условия пуска, а также при частом включении/выключении, необходим запас по мощности.
Дело в том, что мягкий пускатель устроен так, что не может долго тянуть двигатель на напряжении ниже номинального. Поскольку для этого применяются тиристоры, а они греются. И им нужно время, чтобы остыть и подготовиться “морально” для очередного пуска или останова. Во время нормальной работы, когда двигатель работает на номинале, тиристоры полностью открыты, напряжение на них стремится к нулю, и они практически не греются.
В мощных софтстартерах, чтобы не напрягать тиристоры после выхода двигателя на номинал, используют шунтирующий контактор (байпас), который может быть как встроенным, так и внешним.
Основные параметры
1. Время разгона (передняя рампа) . Название говорит за себя. Чем меньше время разгона, тем труднее двигателю, и тем меньше смысла использовать мягкий пускатель. Обычное время разгона – 10…20 сек. Чем больше это время, тем труднее мягкому пускателю – тиристоры не могут работать в таком режиме длительное время, греются. Другое название параметра – наклон характеристики разгона.
2. Время торможения (замедления), задняя рампа . То же самое, но напряжение плавно понижается. Другое название – наклон характеристики торможения.
3. Начальное напряжение. Если это значение выставить малым, то двигатель будет плавно набирать обороты. Если очень малым – может вообще не тронуться. Оптимально – выставить такой минимальный уровень, при котором мотор гарантированно начнет вращаться при включении.
4. Ограничения тока. Тут принцип такой же, как и у теплового реле, которое защищает двигатель от перегрузки . Только реле не может долго терпеть, и отключает цепь пуска, а софт стартер ограничивает ток двигателя на установленном уровне. Например, при разгоне ток некоторое время может составлять 120-140% от номинала, это нормально. Ток будет сохраняться на уровне ограничения, затем напряжение продолжит увеличиваться до номинала.
5. Номинальный ток. Этот параметр используется для защиты двигателя в процессе работы, и аналогичен работе теплового реле – отключает двигатель, если ток превысил уставку.
Схема включения
Схемы включения софт стартеров могут отличаться для разных моделей, но смысл один.
Выделю основные тезисы.
1. Три фазы на входе, три фазы – на выходе.
2. Система управления пуском/стопом – двухпроводная (переключатель) либо трехпроводная (две кнопки, Пуск и Стоп):
Электростартер – это вспомогательный электрический прибор, предназначенный для запуска двигателя внутреннего сгорания. Он представляет собой двигатель постоянного тока, питающийся от аккумуляторной батареи подзаряжаемой генератором. При подаче питания стартер создает вращательное движение коленвала двигателя внутреннего сгорания, создав тем самым необходимые условия для розжига топлива и дальнейшей стабильной работы цилиндров.
Как работает электростартер
Для запуска двигателя внутреннего сгорания требуется создание оптимальных условий для розжига топливной смеси. Для этого важно раскрутить коленчатый вал до минимально необходимых оборотов, требуемых для воспламенения топлива в цилиндрах. Чтобы раскрутить коленчатый вал применяется сторонний источник механической энергии, в качестве которого и выступает стартер.
По сути он является электрическим двигателем постоянного тока с коллекторно-щеточным узлом. Стартер воздействует на двигатель только в период его запуска. После стабилизации работы он отключается. Специально для этого в устройстве предусматривается механизм управления.
За механическое управление электрического стартера отвечает втягивающее реле. Оно выполняет две функции. В первую очередь реле замыкает электрическую цепь, которая обеспечивает питание электродвигателя. Также оно вводит в зацепление шестерни, передающие вращательное движение на коленвал. Фактически оно выполняет такую же функцию, как коробка передач между колесами и двигателем.
Принцип работы электрического стартера в автотранспорте
При повороте ключа зажигания водителем, выполняется замыкание цепи втягивающего реле. Напряжение от аккумулятора поступает на обмотку реле, в результате чего образовывается сильное магнитное поле. Оно воздействует на якорь, тот сдвигается и реле соответственно втягивается. Зацепленная вилка смещает бендикс (обгонная муфта) по роторному валу. Как следствие шестеренка состыковывается с зубьями маховика.
После срабатывания втягивающее реле прекращает питание цепи. С обратной стороны на нем установлено 2 провода. Один идет для подключения питающего кабеля, а второй передает напряжение на электрический мотор.
Как только происходит срабатывание реле, то якорь втягивается и замыкает пятаки, являющиеся разрывными элементами цепи питания мотора. В результате на двигатель подается напряжение, и якорь двигателя начинает вращаться. В тоже время шестерня бендикса находится в зацеплении, поэтому передаточное усилие заставляет коленчатый вал вращается, двигая тем самым поршня в цилиндрах.
После запуска мотора, коленвал начинает обгонять по скорости вращение стартера. Тогда в устройстве срабатывает обгонная муфта, которая и прекращает контакт с валом. Это позволяет предотвратить механические повреждения обеих систем. В противном случае при продолжении подачи питания два механизма просто противодействовали бы друг другу.
Как только двигатель автомобиля переходит в штатный режим работы и водитель отпускает ключ замка зажигания, то пропадает питание стартера. От этого втягивающее реле срабатывает обратно. Отсутствие магнитного поля приводит к тому, что пружина возвращает якорь в штатное положение, пятаки размыкаются и бендикс спускается на место.
Электростартер, работающий по данной схеме, сейчас считается устаревшей конструкцией, главным недостатком которой выступает значительный вес и размер. Для реализации такой конструкции требовалось использование мощного электродвигателя, способного выдавать высокие тяговые усилия. При этом электромотор должен вращаться медленно. Такие стартеры плохо подходят для современных автомобилей, спецтехники, генераторов и прочих устройств, где требуется их установка.
Электростартер с редуктором
Более современные стартеры оснащаются редуктором. Благодаря этому возможно использование высокооборотистого, но мелкого мотора. Редуктор понижает обороты, переводя их количество в качество. Он увеличивает силу стартера, позволяя создать достаточный крутящий момент для раскручивания коленчатого вала. Такая система не просто компактная, но и экономичная. Она позволяет завести ДВС большее количество раз на одном заряде аккумулятора.
Современные стартеры могут оснащаться различными типами редукторов, но в подавляющем большинстве случаев применяются устройства с так называемой планетарной передачей. Ее достоинством является компактность и надежность. Характерной чертой планетарного редуктора выступает наличие дополнительного вала для установки бендикса. Это исключает прямую связь якоря с бендиксом. Они способны взаимодействовать между собой только через редуктор.
Классическая схема планетарного редуктора:
Основные неисправности электростартеров
Электростартер выступает ремонтопригодным механизмом, в случае неисправности который можно восстановить практически до первоначального рабочего состояния. Поскольку он состоит из вращающихся деталей, для него выпускаются ремкомплекты, в состав которых входят мелкие детали, нуждающиеся в периодической замене. Большинство остальных комплектующих, склонных к поломкам, можно найти в свободной продаже. Однако такие части электростартера как корпус в продаже в новом виде не встречаются. Их можно приобрести для ремонта в б/у состоянии. Отсутствие данных комплектующих обусловлено исключением их износа. Если они и нуждаются в замене, то только по причине нештатной ситуации, к примеру, механического повреждения сильным ударом, что бывает при аварии.
Чаще всего электростартера выходят из строя по причине:
- Износ подшипников.
- Подгорание пятаков.
- Стирание зубьев шестерни.
- Заклинивание якоря.
- Износ и/или заклинивание обгонной муфты.
Перечисленные неисправности относятся к механической части стартера. Большинство из них решаются заменой поврежденной детали. Исключением являются только заклинивание частей механизмов. В таком случае требуется их очистка и смазка. Также простым обслуживанием решается проблема подгорания пятака. Она устраняется механической чисткой.
Более сложными в диагностировании и решении выступают проблемы электрической части. Электростартер может быть неисправен по причине:
Кроме этого неисправность может вызвать износ щеток контактных пластин коллектора. Это определяется по их размеру. По мере износа они стираются и становятся меньше, поэтому со временем перестают доставать до контактных пластин. Конструкция большинства стартеров предусматривает простой механизм их замены, поскольку данная проблема является самой частой.
Неисправности обмотки стартера могут устраняться только специалистом. С помощью специального оборудования возможна перемотка якоря, что обходится дешевле, чем его замена на новый агрегат.
Оптимальный режим работы стартера и диагностирование поломки
Чтобы минимизировать частоту поломок стартера и увеличить его ресурс, требуется придерживаться некоторых правил. В первую очередь при запуске двигателя нельзя передерживать электростартер включенным. В противном случае тот может сгореть от перегрева. Именно это и выступает основной причиной выхода якоря из строя. Обычно на стартерах имеется табличка, на которой указывается рекомендуемая максимальная длина работы и частота перезапусков.
В большинстве случаев если двигатель не запускается больше 5 сек с момента начала работы стартера, то это говорит об неисправности последнего. Исключением может быть только сильный мороз, при котором топливо в двигателе плохо воспламеняется. Если дело именно в этом, то не стоит крутить стартер подолгу, чтобы он не сгорел. В таком случае у дизельных моторов нужно лучше прогреть свечи, а в бензиновых применить специализированную стартовую аэрозольную жидкость для пуска холодных двигателей.
Плохой запуск ДВС может быть связан не только с плохой работой стартера, но и множеством других причин:
- Недостаточный заряд аккумулятора.
- Поломка двигателя.
- Отсутствие подачи топлива.
- Засорение системы выхлопа.
Однако по определенным признакам можно без диагностики определить, что неисправен именно стартер. Говорить о его поломки могут:
- Задержка в работе после поворота ключа зажигания.
- Характерный треск.
- Слышен звук запуска электродвигателя, не сопровождаемый вращением коленвала ДВС.
- Полное отсутствие реакции на поворот ключа зажигания.
- Стартер не отключается после запуска ДВС.
В целом уход за электростартером подразумевает соблюдение 2-х основных правил:
- Делать перерывы между безуспешными пусками мотора не менее 30 сек.
- Не применять электростартер для движения авто.
Запуск стартера при включенной передаче автомобиля приводит к его движению. Этим часто пользуются при неисправности мотора или отсутствии топлива, чтобы продвигаться вперед. Такой способ движения быстро истощает аккумуляторную батарею, а кроме этого перегревает стартер. Таким способом можно вполне безопасно проехать несколько метров, но не более.
Хотя рекомендуемая пауза между поворотами ключа в замке зажигания составляет 30 сек, но в жару этот период лучше увеличивать. Короткая пауза не проблема если стартер запустил мотор со второй попытки, но при множественных повторениях подряд это повлечет сгорание якоря.
Автоматический пускатель трехфазного асинхронного двигателя.
Представленная здесь схема пуска имеет два основных преимущества: однофазное предотвращение и автоматическое преобразование звезда-треугольник.
3-фазный асинхронный двигатель для пуска часто использует преобразователи от звезды к треугольнику . Катушки статора двигателя подключаются в звездообразной конфигурации во время включения питания и переключаются в дельта-конфигурацию, когда двигатель достигает 3/4 своей полной скорости после того, как катушки статора развивают достаточную обратную электромагнитную силу (эдс). Представленная здесь схема стартера 3-фазного асинхронного двигателя предлагает два основных преимущества: однофазное предотвращение и автоматическое преобразование звезда-треугольник. Он может использоваться только с теми двигателями, которые рассчитаны на подключение в конфигурации треугольника при заданном напряжении сети и имеют оба конца каждой из трех обмоток статора, доступных по отдельности. В начале линейное напряжение подается на один конец каждой из трех обмоток, а другие концы соединяются друг с другом, эффективно соединяя обмотки в звездообразной конфигурации. При этом соединении напряжение на обмотках составляет 1 / √3 от напряжения питания между линиями, поэтому ток, протекающий через каждую обмотку, также уменьшается на этот коэффициент. По сравнению с треугольным соединением результирующий ток, протекающий от источника питания, а также крутящий момент, уменьшается в 1/3 в звездообразной конфигурации. Соответствующие уравнения для соединения звезда и треугольник приведены в рамке. Как только момент инерции преодолен и в обмотках статора индуцируется достаточная обратная эдс, звездообразное соединение открывается, а концы обмоток подключаются к трехфазному источнику питания таким образом, чтобы создать треугольное соединение.
Основы асинхронного двигателя
Асинхронный двигатель переменного тока, также называемый короткозамкнутым двигателем, состоит из простого ротора в форме клетки и статора с тремя обмотками. Изменяющееся поле, создаваемое током линии переменного тока в статоре, индуцирует ток в роторе, который взаимодействует с полем и вызывает вращение двигателя. Базовая скорость двигателя переменного тока определяется количеством полюсов, встроенных в обмотки статора, и частотой входного напряжения переменного тока. Нагрузка на двигатель вызывает скольжение двигателя пропорционально нагрузке.
Схема стартера 3-фазного асинхронного двигателя
На рис. 1 показана схема автоматического преобразователя звезда-треугольник, содержащая однофазный превентор и таймер. Пускатель 3-фазного асинхронного двигателя: принципиальная схема Три однофазных трансформатора используются для отдельного отключения 3-фазного источника питания. Фазы R, Y и B понижаются трансформаторами X1, X2 и X3, чтобы обеспечить вторичный выход 12 В при 300 мА. Выход трансформатора выпрямляется двухполупериодным выпрямителем и фильтруется конденсатором. Три 12 В постоянного тока питают реле привода RL1, RL2 и RL3 соответственно. Когда присутствуют все три фазы, источник 12 В постоянного тока, полученный из фазы R, подается на катушку реле RL3 и схему таймера через контакты реле RL1 и RL2. В результате реле RL3 включается. Одновременно также запускается таймер NE555 (IC1), который настроен как моностабильный мультивибратор. Его период времени определяется конденсатором C4, резистором R1 и предустановкой VR1. Предварительно установленный VR1 используется для установки периода времени, необходимого для достижения 3/4 полной скорости двигателя. Отрицательный импульс запуска для IC1 обеспечивается комбинацией резистора VR1, R1 и конденсатора C4. Выход таймера на выводе 3 подключен к базе транзистора T2 через резистор R2. В результате транзистор T2 приводится в состояние насыщения, и реле RL4 запитывается (на это указывает свечение светодиода 2). Таким образом, при включении реле RL3, как и RL4, активируется (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы заметите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение. Отрицательный импульс запуска для IC1 обеспечивается комбинацией резистора VR1, R1 и конденсатора C4. Выход таймера на выводе 3 подключен к базе транзистора T2 через резистор R2. В результате транзистор T2 приводится в состояние насыщения, и реле RL4 запитывается (на это указывает свечение светодиода 2). Таким образом, при включении реле RL3, как и RL4, активируется (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы увидите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение. Отрицательный импульс запуска для IC1 обеспечивается комбинацией резистора VR1, R1 и конденсатора C4. Выход таймера на выводе 3 подключен к базе транзистора T2 через резистор R2. В результате транзистор T2 приводится в состояние насыщения, и реле RL4 запитывается (на это указывает свечение светодиода 2). Таким образом, при включении реле RL3, как и RL4, активируется (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы увидите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение. Выход таймера на выводе 3 подключен к базе транзистора T2 через резистор R2. В результате транзистор T2 приводится в состояние насыщения, и реле RL4 запитывается (на это указывает свечение светодиода 2). Таким образом, при включении реле RL3, как и RL4, активируется (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы увидите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение. Выход таймера на выводе 3 подключен к базе транзистора T2 через резистор R2. В результате транзистор T2 приводится в состояние насыщения, и реле RL4 запитывается (на это указывает свечение светодиода 2). Таким образом, при включении реле RL3, как и RL4, активируется (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы увидите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение. питание (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы увидите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение. питание (если присутствуют все три фазы) для подключения обмоток статора в звездообразной конфигурации. При отслеживании соединений вы увидите, что фаза R подключена к концу R1 обмоток R, фаза Y подключена к концу Y обмоток Y, а фаза B подключена к клемме B1 обмоток статора B. Другие концы всех обмоток статора (то есть R2, Y2 и B2) соединяются вместе, образуя звездообразное соединение.
Рис. 2: Расположение односторонней печатной платы 3-фазного асинхронного электродвигателя-стартера. Рис. 3: Расположение компонентов для печатной платы. Загрузка печатной платы и расположение компонентов в формате PDF: нажмите здесь После указанной задержки, которая указана для скорости двигателя до 3 /. Четвёртое от значения полной скорости, моностабильный выход понижается, чтобы отключить транзистор T2 и обесточить реле RL4. Катушки статора двигателя теперь переключаются в конфигурацию треугольника. Теперь вы заметите, что фаза R подключается к соединению клемм R1 и B2, фаза Y подключается к клеммам Y1 и R2, а фаза B подключается к клеммам B1 и Y2 обмотки статора. Это соединение соответствует дельта-конфигурации. Поскольку выход IC1 в этом состоянии низкий, pnp-транзистор T1 смещен в прямом направлении, чтобы загорелся светодиод LED1 и указал дельта-конфигурацию.
Реле управления
RL1 и RL2 — это обычные реле управления, которые используются для подачи питания на реле RL3. Для этой цели можно использовать реле OEN типа 57 на плате, рассчитанные на 12 вольт (или эквивалентные). RL3 и RL4 необходимы для поддержки полного тока в линии во время конфигурации звезды, а также в конфигурациях треугольника. Следовательно, контакты должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать полное линейное напряжение и ожидаемый полный ток двигателя в конфигурации треугольника. Таким образом, должны использоваться мощные силовые реле соответствующего номинального напряжения и тока для катушек 12 В. Реле должны быть установлены снаружи печатной платы на корпусе подходящего металлического шкафа, который должен быть заземлен должным образом, чтобы избежать любого риска поражения электрическим током.
Перед подключением двигателя к цепи необходимо проверить правильность работы реле. Обмотки должны быть подключены, как показано на принципиальной схеме.
Сборка
Односторонняя печатная плата для цепи автоматического запуска 3-фазного асинхронного двигателя показана на рис. 2, а компоновка ее компонентов — на рис. 3.
Как оказалось, все мои проблемы упирались в стартёр :). Это стало ясно после постукиваний по этому агрегату. Будь он проклят, как говорится!
Уверен, что такая выжимка с простыми объяснениями теории работы будет для вас очень полезна . Заодно рассмотрим поломки, которые случаются со стартёром.
Ну а прежде, чем говорить про поломки, нужно разобраться в конструкции стартёра.
Что такое стартёр наверное долго объяснять не нужно :).
Это элемент силового агрегата автомобиля или мотоцикла (или другого мототранспорта), который служит для запуска двигателя.
Что есть запуск двигателя?
Это вывод ДВС в рабочее состояние, в котором подключаются все такты работы ДВС. Соответственно, стартёр выполняет функцию придания начального движения коленвалу двигателя для того, чтобы запустился рабочий процесс .
Стартёр представляет собой электромотор. Но электромоторчик не совсем простой. ) Конструкция немного мудреная и отличается, скажем, от электрического блендера. Хотя и там, и там у нас есть самый обычный электродвигатель.
Стартёр состоит из следующих частей :
1. Сам электродвигатель стандартного типа , включающий якорь, щетки и постоянные магниты на стенках. При включении электродвигателя в цепь, ток поступает на щетки. Щетки на пружинках упираются в якорь и ток поступает на обмотку якоря. На якоре образуется магнитное поле, которое толкает якорь относительно постоянных магнитов на стенках двигателя. Ну а дальше якорь начинает вращаться. И казалось бы тут всё. Но.
2. Есть ещё втягивающее реле . Эта штука для людей, малознакомых с конструкцией стартера, обычно неясна. Она выполняет функцию соединения электрической цепи автомобиля с двигателем стартёра, а заодно выполняет механическую функцию, вводя в зацепление вал двигателя стартёр и маховик ДВС автомобиля.
Почему же нельзя всё это упростить?
При запуске нужны огромные токи и простое соединение или кнопка будут постоянно подгорать . Кроме того, нужно как-то осуществить отвод механического привода от маховика после запуска двигателя.
Поэтому поступают следующим образом .
Ставится втягивающее реле, которое умеет двигать по валу якоря стартёра так называемый бендикс и вводить его в механическое зацепление с маховиком ДВС автомобиля, а заодно замыкать силовые контакты питания двигателя стартёра. Бендикс бегает по шлицевому зацеплению, а от того может двигаться вперед и назад, но не прокручивается.
Дальше схема такая:
Мы повернули ключ, питание подается сначала на управляющий контакт втягивающего реле. Во втягивающем реле тоже есть электромагниты. Или, если точнее, втягивающая и удерживающая обмотки . Они начинают работать и перемещают вал-толкатель, который перемещает бендикс в положения зацепления с маховиком. Ну а заодно обратная сторона замыкает силовые пятаки. После этого крутится уже двигатель стартёра.
3. Ну и мы много раз сказали про бендикс . Это самая обычная шестерня на шлицевом соединении, которая бегает по якорю стартёра.
Эта шестерня крутит маховик двигателя. А маховик крутит коленвал. Вот, собственно, и вся схема.
Принципиальная схема была прекрасно описана в одном из старых журналов. Выглядит она примерно так.
Здесь наглядно отражено всё, что мы обсудили чуть выше. Вот так и выглядит стартёр изнутри.
А вот теперь поговорим о поломках :)
Как ломается стартёр
Поломок, как обычно, может быть огромное множество . Выделим характерные.
Часто знакомство с проблемами стартёра начинается с того, что мы пришли в автомобиль, повернули ключ иии. и ничего не происходит. Иногда этому предшествуют различные события, а иногда и не предшествуют. До этой ситуации стартёр может начать крутиться ни с первого раза и ни с первого поворота ключа или как-то странно себя ведет. Остаётся только молотить по стартёру молотком или воротком, чтобы восстановить контакт.
Теперь ближе к конкретике :
1. У стартёра могут стереться щетки .
Когда они стираются, якорь или не может вращаться с прежней силой и не запускает двигатель, или вовсе теряется электрический контакт . При потере контакта стартёр выглядит мёртвым. Кроме того, "-" контакт втягивающего реле тоже завязан на щетки, а значит об истертых щетках может говорить и полное отсутствие признаков жизни механизма.
2. Если стартёр издает звуки щёлк-щёлк, но ничего не происходит , скорее всего проблема во втягивающем реле. Это значит, что цепь замкнута, пятаки пытаются подвестись к силовым контактам, бендикс заходит в зацепление, но ток на двигатель стартёра не подается. Обычно это связан ос тем, что пятаки подгорели ли вышли из строя. Просто нет контакта.
3. Стартёр может крутиться, но коленвал двигателя крутиться не будет или будет крякать . Такое может произойти, если во втягивающем реле сломалась втягивающая или удерживающая обмотка. По названию понятно что и какая делает :). Втягивающая вводит в зацепление бендикс и соединяет силовые контакты, а удерживающая держит бендикс и и силовые контакты в установленном положении, пока мы держим повернутым ключ. Я думаю, логика позволит вам понять, что именно случилось.
4. Ещё иногда попадает грязь на вал, по которому перемещается бендикс. В этом случае мы опять-таки будем наблюдать, что стартёр не проявляет никаких признаков жизни или слышим, что где-то делает пыш пыш втягивающее реле. Но мощности втягивающего реле недостаточно, чтобы протолкнуть бендикс по грязи. А значит и цепь двигателя стартёра не замыкается. Вот ничего и не происходит.
5. Ну и самая веселая и частая проблема - это целостность цепи стартёра . Может просто сгореть предохранитель или отвалиться провод. Бывает, что провод массы теряет контакт. От того мы опять имеем мёртвый агрегат, который никак не реагирует на повороты ключа. И да..Ключ - тоже контакт ! От того, при повороте ключа тоже может не быть замыкания цепи. Об этом подскажет отсутствие просадки бортовой сети.
6. Бывают и проблемы с бендиксом . Ломается механическое зацепление. Закусывает зубья. Такую проблему выявить проще. Стартер будет живым и реагировать на ключ, но при этом будет слышно, что проскакивает одно из механических зацеплений (громкие щелчки или удары).
Кажется перечислены все основные пункты . Хотя, поломка может оказаться абсолютно любой. Могу посоветовать вам всегда иметь с собой запасные предохранители, мультиметр ну и..новый стартёр :)) Последнее шутка.
Ещё помните, что если вы повернули ключи и ничего не случилось, первым делом нужно постучать по стартёру . Стучать нужно аккуратно, но сильно. При этом часто полезно, чтобы кто-то крутил ключ в салоне, а кто-то стучал по стартеру. Так может "раскачаться" весь механизм и произойдет запуск.
Помните, что в такой аварийной ситуации, каждый запуск стартёра может оказаться последним. Поэтому, не глушите машину лишний раз, пока не прибудете в пункт назначения .
Всем удачи! Если понравилась статья, то поддержите проект лайком и подпиской :)
Всем привет! Сегодня будет статья, в которой показан реальный пример использования устройства плавного пуска (мягкого пускателя) на практике. Плавный пуск электродвигателя установлен мною на реальном устройстве, приводятся фото и схемы.
Что это за устройство, я ранее подробно рассказывал в статье про мягкий пускатель . Напоминаю, что мягкий пускатель и устройство плавного пуска суть одно и то же устройство. Названия эти берутся от английского Soft Starter. В статье я буду называть этот блок и так, и эдак, привыкайте). Информации по устройствам плавного пуска в интернете достаточно, рекомендую также почитать здесь .
Моё мнение по пуску асинхронных двигателей, подтвержденное многолетними наблюдениями и практикой. При мощности двигателя более 4 кВт стоит подумать, чтобы обеспечить плавный разгон двигателя. Это нужно при тяжелой, инерционной нагрузке, которая как раз и подключается на вал такого двигателя. Если двигатель используется с редуктором, то ситуация полегче.
Простейший и самый дешевый вариант плавного пуска – вариант с включением двигателя через схему “Звезда-Треугольник”. Более “плавные” и гибкие варианты – устройство плавного пуска и преобразователь частоты (в народе – “частотник”). Есть ещё древний способ, который уже почти не применяется – двухскоростные двигатели .
Кстати, верный признак того, что двигатель питается через частотник – хорошо слышимый писк с частотой около 8 кГц, особенно на низких оборотах.
Я уже использовал устройство плавного пуска от Schneider Electric, был такой положительный опыт в моей деятельности. Тогда нужно было плавно включать/выключать длинный круговой конвейер с заготовками (двигатель 2,2 кВт с редуктором). Жаль, что фотоаппарата тогда не было под рукой. Но в этот раз всё рассмотрим очень детально!
Зачем понадобился плавный пуск двигателя
Итак, проблема — на котельной есть насосы подпитки котла водой. Всего два насоса, и включаются они по команде от системы слежения за уровнем воды в котле. Одновременно может работать только один насос, выбор насоса осуществляет оператор котельной путем переключения водяных кранов и электрических переключателей.
Насосы приводятся в действие обычными асинхронными двигателями. Асинхронные двигатели 7,5 кВт включаются через обычные контакторы ( магнитными пускателями ). А поскольку мощность большая, то пуск очень жесткий. Каждый раз при пуске возникает ощутимый гидроудар. Портятся и сами двигатели, и насосы, и гидросистема. Иногда такое ощущение, что трубы и краны сейчас разлетятся вдребезги.
Кроме того, когда котёл остывший, и в него резко подается горячая вода (более 95 °С), то происходят неприятные явления, напоминающие взрывообразное бурление. Бывает и наоборот, воду с температурой 100 °С можно холодной – когда в котле находится сухой пар с температурой почти 200 °С. В этом случае тоже происходят вредные гидроудары.
Всего на котельной два идентичных котла, но во втором установлены частотники на насосы. Котлы (точнее, парогенераторы) вырабатывают пар с температурой более 115 °С и давлением до 14 кгс/см2.
Жаль, что конструкцией котла в электросхеме не предусмотрено было плавное включение двигателей насоса. Хотя котлы итальянские, на этом было решено сэкономить…
Повторюсь, что для плавного включения асинхронных двигателей мы имеем на выбор такие варианты:
В данном случае необходимо было выбрать тот вариант, при котором бы было минимальное вмешательство в рабочую схему управления котлом.
Дело в том, что любые изменения в работе котла должны быть обязательно согласованы с производителем котла (либо сертифицированной организацией) и с надзорной организацией. Поэтому изменения должны быть внесены незаметно и без лишнего шума. Хотя, в систему безопасности я не вмешиваюсь, поэтому тут не так строго.
Читайте также: