Электрическая схема пускового устройства для автомобилей. Как самостоятельно сделать пуско-зарядное устройство

Простой пуско-зарядный аппарат для АКБ авто предназначен с целью обеспечения старта мотора, когда батарея машины полностью разрядилась. С помощью ПЗУ потребитель может восполнять уровень заряда АКБ и заводить ДВС при критически разряженной батарее. Традиционные ЗУ позволяют лишь увеличить заряд устройства.

Схема обычного пуско-зарядного устройства

В зависимости от модели пускового прибора для автомобиля его схема может иметь определенные различия.

Как собрать пуско-зарядное устройство своими руками (пошаговая инструкция)

Универсальная инструкция по сборке ПЗУ своими руками:

1. Сборка может выполняться на разных основах, но лучше выбрать текстолитовую плиту, на которой фиксируется трансформаторный узел. Он устанавливается первым, поскольку это самая габаритная составляющая ПЗУ.
2. Фиксация деталей и прохождение электролиний на пластине выполняется посредством просверливания отверстий соответствующих размеров.
3. На плату устанавливаются трансформаторы, резисторы, транзисторы и прочие компоненты. Их наличие определяется конкретной схемой. Фиксация производится в зависимости от типа компонента — с помощью саморезов, на клей или пайкой. Все детали спаиваются между собой с помощью оловянного сплава.
4. Когда схема прибора включает в себя выпрямительные диодные элементы, потребуется организация охладительной системы. Возможно применение специальных металлических рубашек. Если их недостаточно для качественного охлаждения, схему можно дополнить вентиляторами от стационарных компьютеров.

На корпусе надо продумать теплоотводящие жалюзи, это потребуется для отвода тепла. Корпус можно не использовать, но его наличие позволит защитить аппарат от различных воздействий извне.

Как самостоятельно собрать устройство на 6 В?

Для сборки потребуется трансформаторное устройство, оптимальным вариантом является применение механизма разделительного вида. Монтаж электрокатушки будет выполняться на верхнюю часть трансформатора. Для предотвращения ускоренного выхода обмотки при использовании ПЗУ потребителю надо заранее сделать основу для устройства.

В качестве материала для основы применяются металлические или деревянные пластины либо коробка:

1. Если отдается предпочтение металлу, то для сборки потребуется сварочный аппарат. Отдельно следует уделить внимание изоляции ПЗУ, иначе его использование может привести к травмированию потребителя.
2. Когда отдается предпочтение дереву, то следует выбрать короб нужных размеров. Верхняя часть будет съемной, у потребителя должна быть возможность ее демонтировать. При необходимости дополнения ПЗУ регуляторным устройством мощности монтаж механизма выполняется в верхней части прибора.

Как сделать зарядное устройство на 10 В?

Для сборки пускового зарядника на 10 вольт надо выбрать корпус устройства. Он может быть выполнен из дерева, но при монтаже важно учитывать размеры трансформаторного прибора. Если отдать предпочтение аналоговым механизмам, то основу надо сделать прочной. Модели на 10 вольт оснащаются более мощным трансформатором, поэтому на корпусе прибора, в его верхней части, выполняется монтаж ручек для удобной транспортировки. Сам трансформаторный узел монтируется по центру корпуса, а затем выполняется установка демпфера.

Рабочий параметр ПЗУ составит не менее 4 Ач. Прибор должен уметь заряжать батарею, обладающую емкость не больше 100 Ач. Для диагностики работы устройство дополнительно оснащается амперметром.

С целью минимизации вероятности появления перегрузок могут применяться разделительные трансформаторные механизмы. Установка регуляторных устройств в таких моделях необязательна.

Добавление стабилитронов возможно, но эти элементы будут аналоговыми, цифровые детали не используются. Применение многоканальных устройств в итоге приведет к перегрузке, что вызовет неисправность вторичной обмотки трансформаторного механизма. При подборе транзисторных элементов предпочтение отдается деталям, обладающим параметром предельной нагрузки около 3 ампер.

Схема для сборки 10-вольтного ПЗУ

Когда потребитель отдает предпочтение линейному резонансному ПЗУ, то минимальный параметр выходного напряжения будет около 10 вольт. А величина векторной частоты составит примерно 44 Гц. Для сборки механизма потребуется расширительное устройство.

При установке фиксаторов лучше отдать предпочтение алюминиевым элементам, поскольку они минимально подвержены негативному воздействию коррозии.

Собираем модели на 12 В

Сборка 12-вольтного ПЗУ выполняется при использовании электростатических конденсаторных устройств, найти эти детали несложно. Для создания прибора используется площадка. При выполнении монтажа трансформаторного механизма на площадку устанавливается уплотнитель, только затем можно монтировать катушку индуктивности. Ее лучше приобрести в сборе с первичной обмоткой. Для установки рекомендуется использовать конденсаторные элементы открытого типа с возможностью выдерживания около 20 вольт напряжения на выходе.

Расширительные элементы монтируются последними, предварительно потребителю надо зафиксировать демпфер. В схему допускается добавление регуляторных деталей, которые применяются для контроля величины мощности. Когда будут использоваться регуляторы, схему надо дополнить мощным блоком питания. Монтаж БП разрешается только вместе со стабилитроном.

Для качественного крепления зажимов на корпусе допускается применение сварочного оборудования. Когда все действия по сборке будут завершены, выполняется фиксация демпфера. Монтаж этого узла делается рядом с трансформаторным устройством. Прежде чем использовать ПЗУ, его надо проверить на наличие заземления.

SadnessMan рассказал о процедуре сборки 12-вольтного ПЗУ для батареи машины.

Однофазные модификации

Для разработки однофазного ПЗУ понадобится интегрированное трансформаторное устройство.

Особенности сборки однофазных устройств:

1. Сборка однофазных модификаций подразумевает использование сварочных аппаратов и паяльников. Также потребуется слесарный инструмент, в частности, набор гаечных ключей.
2. Корпус ПЗУ выполнен из металлических листов, толщина которых составляет не меньше 1,4 мм. Фиксация частей корпуса делается посредством использования болтов.
3. На днище корпуса обязательно устанавливается прорезиненый уплотнитель.
4. После установки уплотнительной составляющей монтируется трансформаторное устройство. Его крепление выполняется посредством использования специальных вставок П-образной формы. В качестве упор используются деревянные доски, ширина каждой составит примерно 3,5 см. Для крепления упор производится замер корпуса.
5. Сборка ПЗУ однофазной модификации подразумевает использование демпферных устройств, допускается применение резонансных деталей. Демпферы выдерживают около 20 вольт напряжения.
6. Когда в схему добавляются конденсаторные элементы, то возможно применение только приспособлений открытого плана. Такие детали имеют возможность поддержки около 45 Гц частоты.
7. Когда действия по сборке будут завершены, выполняется фиксация блока питания и крепление кабелей с зажимами для подключения к АКБ.

Двухфазные устройства

Особенности сборки двухфазных пуско-зарядных устройств для автомобильного аккумулятора:

1. Для разработки девайса понадобится трансформаторное устройство с мощным двигателем. Катушка узла выдерживает около 20 вольт напряжения на выходе.
2. Схема включает в себя наличие демпферов, возможно использование любых видов устройств. При выборе надо опираться на тип использующихся конденсаторов. Часто специалисты рекомендуют устанавливать открытые конденсаторные приборы.
3. В качестве резисторов допускается применение исключительно интегральных деталей.
4. Сборка двухфазного ПЗУ подразумевает применение мощных расширительных устройств. Динамические детали использовать нельзя.
5. Для крепления зажимов потребуется проводник, диаметр которого составит примерно 0,4 мм.

Индукционные расширители для сборки двухфазных ПЗУ на практике показали себя в качестве одних из самых стабильных.

Трехфазные модели

Особенности, которые надо учитывать при сборке устройств трехфазных модификаций:

1. Для создания ПЗУ потребуются мощные транзисторы. Для монтажа таких блоков необходимо использование площадки.
2. Сборка выполняется в корпусе, рекомендуется использовать открытый тип, в котором нет верха. Для удобной транспортировки ПЗУ корпус оснащается колесиками.
3. Сборка потребует применения транзисторных элементов, надо использовать сетевые устройства. При подборе деталей следует учесть, что они выдерживают примерно 15 вольт напряжения. А величина частоты транзисторов будет не более 40 Гц.
4. Для создания ПЗУ потребуется трансформаторное устройство, рекомендуется использовать пороговые приборы. При выборе трансформатора учитываются технические характеристики катушек, эти элементы рассчитаны на работу в условиях пониженных частот.
5. Для сборки потребуется демпферное устройство, надо отдать предпочтение резонансному типу. Монтаж демпфера выполняется исключительно на уплотнитель.
6. Для более удобной эксплуатации трехфазное ПЗУ можно оснастить системой индикации. Она потребуется для мониторинга уровня напряжения, которое устройство выдает на выходе.

Карта сборки трехфазного ПЗУ

Видео «Как собрать регулируемое ПЗУ»

Пользователь valeriyvalki подробно рассказал о процедуре сборки регулируемого ПЗУ с описанием всех особенностей и компонентов, которые применялись для разработки.

Для любителей эксплуатировать автомобиль в зимнее время, подойдет использование пускового устройства. С помощью этого аппарата вы не только продлите срок службы вашего аккумулятора, но и сможете завести свой автомобиль зимой, даже при низком заряде батареи.

Всем известно, что при холодной погоде, аккумулятор понижает свою отдачу на 25-40%, а если в аккумуляторе еще и низкий заряд батареи, то автомобиль может вовсе и не завестись, из-за полного отсутствия отдачи заряда, который нужен для запуска стартера в момент раскрутки карданного вала двигателя. Стартер в момент прокрутки, потребляет примерно 80А, но в момент пуска, потребление энергии значительно больше.

Схема пускового устройства довольна простая, но имеет некоторые нюансы в изготовлении трансформатора сети. Для его изготовки, рекомендуется использовать тородиальное железо из любого вида ЛАТРа, это придаст меньшие габариты и уменьшит вес пускового устройства. При сечении железа, старайтесь, что бы его периметр был от 230 до 280мм. Учтите, что существуют разные типы трансформаторов и этот показатель может отличаться.

Острые края на гранях, желательно немного закруглить обычным напильником, затем обмотать намоткой. В качестве обмотки можете использовать лакоткань или стеклоткань.

Обычная обмотка в трансформаторе насчитывает около 260-290 витков, выполненных из провода ПЭВ-2, диаметром 1,5-2мм. Провод можно выбрать любой, главное надо учесть то, чтобы он был изолирован лаковым покрытием. Намотку распределяйте равномерно, по три слоя за раз используя межслойную изоляцию. После того, как выполнили первичную обмотку, следует подключить трансформатор к сети и произвести замер тока пи холостом ходе.

Результат должен составить около 200-380мА. Если замер тока выявит меньший показатель предъявленного, то часть витков следует отмотать, если же результат дал больший показатель, то соответственно потребуется намотать еще несколько витков, пока в итоге не получите требуемый результат.

Если при работе трансформатора вы выявили нагрев в области витков, то значит, при обмотке были допущены межвитковые замыкания, в этом случае потребуется заново произвести обмотку.

Вторичную обмотку наматываем многожильной, изолированной медной проволкой, сечение которой, не должно превышать 6кв. мм., в качестве примера, можете использовать резиновый изоляционный провод ПВКВ. Обмотку выполняем по 15-18 витков.

Вторичную обмотку наматываем одновременно с двумя проводами, это поможет добиться более симметричной обмотки, которая в свою очередь даст одинаковое напряжение в обеих обмотках.

Зима, мороз, машина не заводится, пока пробовали завести, аккумулятор разрядился в конец, чешем “репу”, думаем, как решить проблему… Знакомая ситуация? Думаю, те кто живет в северных районах нашей необъятной, не раз сталкивались с проблемным заводом своего авто в холодное время года. И вот тогда возникает такой случай, начинаем думать, а неплохо было бы иметь под руками пусковое устройство, предназначенное именно для таких целей.

Естественно покупать такой девайс промышленного производства не есть дешевое удовольствие, поэтому целью данной статьи является предоставить вам информацию, каким образом пусковое устройство можно сделать своими руками с минимальными затратами.

Схема пускового устройства, которую мы хотим вам предложить, простая, но надежная, смотри рисунок 1.

Это устройство предназначено для пуска двигателя транспортного средства с 12 вольтовой бортовой сетью. Основным элементом схемы является мощный понижающий трансформатор. Жирными линиями на схеме обозначены силовые цепи, идущие от пускового устройства на клеммы аккумулятора.

По выходу вторичной обмотки трансформатора стоят два тиристора, которые управляются узлом контроля напряжения. Узел контроля собран на трех транзисторах, порог срабатывания определяется номиналом стабилитрона и двумя резисторами, образующими делитель напряжения.

Работает устройство следующим образом. После подключения силовых проводов к клеммам аккумулятора и включении сети, никакого напряжения на батарею не подается. Начинаем заводить двигатель, и если U аккумулятора упадет ниже порога срабатывания узла контроля напряжения (это ниже 10 вольт), оно подаст сигнал на открытие тиристоров, аккумулятор получит подпитку от пускового устройства.

При достижении напряжения на клеммах выше 10 вольт, пусковое устройство запрет тиристоры, подпитка батареи прекратится. Как говорит автор данной конструкции, такой метод позволяет не наносить вред автомобильному аккумулятору.

Трансформатор для пускового устройства.
Для того чтобы прикинуть, какой мощности нужен трансформатор для пускового устройства, нужно учесть, что в момент пуска стартера, он потребляет ток порядка 200 ампер, а когда раскрутится – ампер 80-100 (напряжение 12 – 14 вольт). Так как пусковое устройство подсоединяется непосредственно к клеммам аккумулятора, то в момент завода автомобиля какая-то часть электроэнергии будет отдаваться самим аккумулятором, а какая-то часть будет идти от пускового устройства. Умножаем ток на напряжение (100 х 14), получаем мощность 1400 ватт. Хотя автор вышеприведенной схемы утверждает, что и 500 ваттного трансформатора достаточно для завода автомобиля с бортовой сетью 12 вольт.

На всякий случай напомним формулу соотношения диаметра провода к площади поперечного сечения, это диаметр в квадрате умноженный на 0,7854. То есть два провода диаметром 3 мм дадут (3*3*0,7854*2) 14,1372 кв. мм.

Приводить конкретные данные по трансформатору в этой статье особого смысла не имеет, ведь для начала необходимо как минимум иметь более-менее подходящее трансформаторное железо, ну а потом, опираясь на фактические размеры, произвести расчет намоточных данных именно для него.

Остальные элементы схемы.

Тиристоры: при двухполупериодной схеме – на ток от 80А и выше. Например: ТС80, Т15-80, Т151-80, Т242-80, Т15-100, ТС125, Т161-125 и т.д. При реализации второго варианта с использованием мостового выпрямителя (смотри схему выше), тиристоры должны быть раза в 2 мощнее. Например: Т15-160, Т161-160, ТС161-160, Т160, Т123-200, Т200, Т15-250, Т16-250 и им подобные.

Диоды: для моста выбирайте такие, чтобы держали ток порядка 100 ампер. Например: Д141-100, 2Д141-100, 2Д151-125, В200 и подобные. Как правило анод у таких диодов выполнен в виде толстого жгута с наконечником.
Диоды КД105 можно заменить на КД209, Д226, КД202, подойдут любые на ток не меньше 0,3 ампера.
У стабилитрона U стабилизации должно быть порядка 8-ми вольт, можно ставить 2С182, 2С482А, КС182, Д808.

Транзисторы: КТ3107 можно заменить на КТ361 с коэффициентом усиления (h21э) больше 100, КТ816 можно заменить на КТ814.

Резисторы: в цепи управляющего электрода тиристора ставим резисторы мощностью 1 ватт, остальные – не критично.

Если вы решите сделать силовые провода съемными, предусмотрите, чтобы разъем подключения мог выдерживать пусковые токи. Как вариант, можно применить разъемы от сварочного трансформатора или инвертора.

Сечение соединительных проводов, идущих от трансформатора и тиристоров до клемм, должно быть не меньше сечения провода, которым намотана вторичная обмотка трансформатора. Провод подсоединения пускового устройства к сети 220 вольт желательно поставить с сечением жил 2,5 кв. мм.

Чтобы данное пусковое устройство работало с автомобилями, у которых бортовая сеть имеет напряжение 24 вольта, вторичная обмотка понижающего трансформатора должна быть рассчитана на напряжение 28…32 вольта. Так же подлежит замене стабилитрон в узле контроля напряжения, т.е. Д814А нужно заменить двумя последовательно соединенными Д814В или Д810. Подойдут и другие стабилитроны, например, КС510, 2С510А или 2С210А.

С тем, что аккумуляторная батарея для любого автомобиля является крайне важным элементом никто не спорит. Но то, что любой батарее, вне зависимости от ее стоимости, новизны и бренда, требуется периодическое обслуживание, знает не каждый автовладелец. Кроме самого аккумулятора, постоянного внимания требует и генератор, осуществляющий постоянный заряд АКБ в процессе эксплуатации автомобиля. В итоге достаточно часто можно сталкиваться с тем, что аккумулятор оказывается недостаточно заряженным для того, чтобы без проблем запустить двигатель.

Особенно остро такая проблема вырисовывается в зимнее время, когда без посторонней помощи завести авто получается далеко не у каждого автовладельца. Это может быть связано с такими проблемами, как:

• недозаряд АКБ в результате сбоев в работе авто генератора или иного устройства;
• недостаток электролита, объем которого нужно периодически восполнять;
• некорректная плотность электролита;
• деструктивные процессы в АКБ, препятствующие нормальному процессу заряда.

Все вышеперечисленное не является «приговором» для батареи, и легко устраняется регулярным обслуживанием.

Пуско-зарядное устройство - нужно ли иметь его в гараже

Как правило, большинство автомобилистов периодически сталкиваются с проблемой трудного пуска или его полной невозможности. С наступлением холодов ситуация резко усугубляется. Путей решения уже возникшего затруднения не так много, и завести двигатель, когда сел собственный аккумулятор можно следующим образом:

• с «толкача»;
• путем буксировки;
• прикурить аккумулятор от другого автомобиля;
• быстро зарядить аккумулятор током большой силы - используется специальное устройство.

Все эти способы далеки от идеала, и невозможны в некоторых случаях. К примеру, буксировать автомобиль с АКПП невозможно, а с инжектором нежелательно. Чтобы не искать донора для прикуривания, на что крайне неохотно идут владельцы автомобилей, полезно иметь в гараже зарядно пусковое устройство для аккумулятора, которое позволяет быстро и безопасно запустить двигатель в любой мороз и при любом состоянии родной батареи.

Зарядно пусковое устройство для автомобильного аккумулятора обладает компактными размерами и высокой эффективностью, поэтому при любых проблемах с аккумулятором становится наилучшим вариантом пуска двигателя. Для его работы потребуется всего лишь электрическая розетка. Использовать портативное зарядно пусковое устройство для автомобильного аккумулятора легко - достаточно подключить плюсовой провод на соответствующую клемму аккумулятора, а минусовой на массу, поближе к стартеру. После включения ПЗУ можно легко завести двигатель, даже если аккумулятор весьма «слаб».

ПЗУ - покупать или сделать самому

При всех достоинствах устройств заводского изготовления, они все же обладают некоторыми недостатками. К их числу относится, прежде всего, высокая стоимость мощных приборов, а те, что подешевле, часто обладают слишком малой мощностью, и для зимней эксплуатации подходят мало. В качестве выхода из такого затруднения можно рассмотреть вариант собственноручного изготовления пуско-зарядного устройства для аккумулятора, для чего не потребуются особые знания в области радиоэлектроники.

Конечно, имеется и очевидный плюс - это совмещенность пускового и зарядного прибора в едином корпусе. Но при наличии отдельного «зарядника» для АКБ изготовить зарядно-пусковое устройство для аккумулятора своими руками вполне целесообразно. Для изготовления простейшего, но достаточно мощного пускового устройства потребуется один трансформатор и пару диодов. Расчетная мощность создаваемого прибора обязана составлять не менее 1,4 кВт - такого хватит для пуска мотора практически с нулевым зарядом аккумулятора. Схема ПЗУ предельно проста, но из года в год приборы, собранные таким образом, серьезно выручают множество автолюбителей.

Перед сборкой данного пускового устройства следует приготовить достаточной длины питающий кабель.

Совет! Для него оптимально использовать медный провод 2х2,5 - меньшее сечение нежелательно.

Для обеспечения удобства использования можно монтировать выключатель S1, но он должен выдерживать нагрузку не менее 10А.

Выходные параметры - важные показатели для надежной работы

Вышеприведенная схема зарядно-пускового устройства для автомобильного аккумулятора отличается своей достаточной простотой, но для создания эффективного устройства необходимо тщательно рассчитать выходные параметры - это позволит обеспечить легкий запуск и не повредит самому аккумулятору. Двигатель при попытке пуска "съедает" достаточно много энергии - не меньше 100 А, с напряжением до 14 В. Соответственно, мощность трансформатора обязана составлять не меньше 1400 Вт. Зарядно-пусковое устройство для аккумулятора автомобиля такой мощности легко запустит двигатель и вовсе без аккумулятора.

Конечно, портативное зарядно-пусковое устройство для аккумулятора, даже такой мощности не заменяет аккумулятор, который при пуске все же необходим. Стартер может потреблять при запуске до 200 А, и часть этой мощности как раз и будет обеспечиваться АКБ, пусть даже и не полностью заряженной. После удачной раскрутки коленвала энергопотребление стартера падает практически вдвое, и с этой задачей пусковое устройство вполне справиться уже самостоятельно. К слову сказать, пуско-зарядные устройства, купленные в магазине, обеспечивают не более половины этой мощности, и при сильно разряженном аккумуляторе с задачей пуска двигателя просто не справятся.

Сечение сердечника, используемого в этой конструкции составляет 36 см 2 . Провод, который используется для первичной обмотки должен иметь сечение не меньше 2 мм 2 . Будет отлично, если трансформатор с такими характеристиками будет заводского изготовления. Родная вторичная обмотка подлежит удалению, и меняется на самостоятельно намотанную. В этом случае используется банальный метод подбора. После того как наматывается, к примеру, 10 витков, трансформатор включается в сеть, и замеряется полученное напряжение.

Его необходимо разделить на число уже сделанных самостоятельно витков, т. е. 10 - получается напряжение на каждом витке. Затем необходимо 12 разделить на полученное напряжение, в результате получается требуемое количество витков каждого плеча. Для вторичной намотки подойдет медный провод в качественной изоляции с сечением не меньше 10 мм 2 . После окончания работ по созданию вторичной обмотки подключаются диоды, которые можно взять, к примеру, со старого сварочного аппарата. Если все работы выполнены правильно, контрольный замер тока в самодельном ПЗУ не превысит 13,8 В.

Как не допустить критичного разряда АКБ

Несмотря на то, что схемы зарядно-пускового устройства для АКБ не отличаются сложностью для самостоятельной сборки, использования пуско-зарядных лучше постараться все же избежать. Для этого любой аккумулятор, с момента ввода его в эксплуатацию, требует постоянного технического обслуживания. Стоит отметить, что все проводимые процедуры не отличаются сложностью и вполне могут выполняться самостоятельно:

• не менее 6 раз в год следует замерять напряжение на АКБ мультиметром;
• 3-4 раза в год проводить контроль уровня электролита;
• подвергать батарею полной зарядке на специальном зарядном устройстве;
• контролировать плотность электролита - важнейший показатель, во многом определяющий работоспособность аккумулятора.

Все эти мероприятия должны носить регулярный характер, что позволит всегда быть уверенным в собственной батарее. Для проведения тестов потребуется минимальное количество «оборудования»:

Чтобы своевременно корректировать уровень потребуется еще дистиллированная вода, которая добавляется в банки при недостатке раствора, и концентрированный электролит, применяемый при падении плотности ниже расчетной для конкретного региона.

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

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

Пусковое устройство для автомобиля своими руками

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

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

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

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

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

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

Поэтому было решено изготовить другой прибор, удовлетворяющий указанному требованию. Но теперь расчет производился с учетом потерь в выпрямительном блоке, подводящих проводах и даже на контактных поверхностях соединений при возможном их окислении. Также принято во внимание еще одно обстоятельство. Рабочий ток в первичной обмотке трансформатора при запуске двигателя может достигать значений 18 - 20 А, вызывая падение напряжения в подводящих проводах осветительной сети на 15 - 20 В. Таким образом, к первичной обмотке трансформатора будет приложено не 220, а только 200 В.

Схемы и чертежи для запуска двигателя

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

При этих мощностях обеспечивается такая частота вращения коленчатого вала (40 - 50 об/мин-для карбюраторных двигателей и 80 - 120 об/мин - для дизельных), которая гарантирует надежный запуск двигателя.

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

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

Материал и конструкция рукоятки и основания пусковое устройство не критичны, лишь бы они выполняли свои функции. У меня рукоятка сделана из стальной полосы сечением 20x3 мм, с деревянной ручкой. Полоса обмотана стеклотканью, пропитанной эпоксидной смолой. На рукоятке смонтирована клемма, к которой подсоединяются потом ввод первичной обмотки и плюсовой провод пускового устройства.

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

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

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

Предполагаемая плотность тока в обмотках 3 - 5 А/мм2. Количество витков на 1 В рабочего напряжения рассчитывалось по формуле: Т = 30/Sct. Число витков первичной обмотки трансформатора составило: W1 = 220 х Т = 220 х 30/27 = 244; вторичной обмотки: W2 = W3 = 16 х Т = 16x30/27 = 18.
Первичная обмотка - из провода ПЭТВ диаметром 2,12 мм, вторичная - из алюминиевой шины площадью сечения 36 мм2.

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

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

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

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

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

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

Расчет трансформатора пускового устройства имеет некоторые особенности. Например, расчет количества витков на 1 В рабочего напряжения, произведенный по формуле: Т = 30/Sct (где Sct - площадь поперечного сечения магнитопровода), объясняется желанием «выдавить» из манитопровода максимум возможного в ущерб экономичности. Это оправдано его кратковременным (5 - 10 секунд) режимом работы. Если габариты не играют решающей роли, можно использовать более щадящий режим, проведя расчет по формуле: Т = 35/Sct. Магнитопровод берут тогда сечением на 25 - 30% больше.
Мощность, которую можно «снять» с изготовленного ПУ, примерно равна мощности трехфазного асинхронного электродвигателя, из которого изготовлен сердечник трансформатора.

При использовании мощного пускового устройства в стационарном варианте по требованиям ТБ его необходимо заземлить. Рукоятки соединительных клещей должны быть в резиновой изоляции. Во избежание путаницы «плюсовую» их часть желательно пометить, например, красной изолентой.

При пуске аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае клещи присоединяют к соответствующим выводам аккумулятора. Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, пусковое устройство после запуска двигателя сразу отключают.