Как закаляют сталь. Сказ про дедку, бабку... и сетку...("Сделай сам" №2∙2005)

Сопоставляя данные таблицы № 1 и расчеты, приведенные выше, можно сделать несколько выводов:

• для большинства легковых автомобилей реальная мощность, подводимая к стартеру, превышает его номинальную (паспортную) мощность в 2–2,5 раза и составляет:

1900 =< Р_ст =< 2700 [Вт];

• для грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями этот показатель может быть еще выше:

2400 =< Р_ст =< 3310 [Вт];

• для автомобилей с дизельным двигателем (у них две батареи 6 СТ-190 включены последовательно):

Р_ст = 2∙10,5∙570 = 11970 [Вт].

При расчете понижающего трансформатора пускового устройства необходимо учесть потери на выпрямительном блоке, подводящих проводах, окисленных контактных поверхностях соединительных клещей и выводах стартера. Как показал опыт, мощность понижающего трансформатора пускового устройства для легкового автомобиля должна быть не менее Р_тр = 4 кВт.

За основу была взята схема; приведенная в [2], но с более мощным трансформатором Т₁ (рис. 1).

Рис. 1.Схема однофазного пускового устройства

В авторском варианте понижающий трансформатор был изготовлен на тороидальном сердечнике от статора сгоревшего асинхронного электродвигателя мощностью 5 кВт. Его данные выглядят следующим образом:

S_ст = 27 см², S_ст = а∙в (S_ст — площадь сечения магнитопровода, см²) (рис. 2).

Рис. 2,а, б. Магнитопровод

Количество витков на 1 В рабочего напряжения рассчитывалось по формуле:

Т = 30/S_cт.

Число витков первичной обмотки трансформатора составило:

W₁ = 220∙Т = 220∙30/27 = 244;

вторичной обмотки:

W₂ = W₃ = 16∙Т = 16∙Т = 16∙30/27 = 18.

Первичная обмотка намотана проводом ПЭТВ диаметром 2,12 мм, вторичная — алюминиевая шина сечением 36 мм². Выключатель SA1 типа АЕ-1031 (с встроенной тепловой защитой) на ток 25 А. Диоды VD1, VD2 типа Д161-250.

Амплитуда магнитной индукции в сердечнике трансформатора В_μ ~= 1,7 Тл. Ток холостого хода при таких значениях В„достигает значений I_xx = 3,5 А, что снижает КПД трансформатора. Однгко здесь необходимо принять во внимание следующее обстоятельство. Рабочий ток в первичной обмотке трансформатора I_I в момент запуска 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 В, а 200 В. Это снижает величину В„и ток холостого хода, что увеличивает КПД трансформатора в момент пуска.

Для желающих самостоятельно рассчитать параметры понижающего трансформатора можно воспользоваться методиками, изложенными в [2], [3] — см. список литературы.

Несколько советов о подготовке тороидального сердечника. Статор вышедшего из строя электродвигателя освобождают от остатков обмотки. С помощью остро заточенного зубила и молотка вырубают зубцы статора. Сделать это несложно, так как железо мягкое, но нужно воспользоваться защитными очками и рукавицами. Затем из металлического прутка диаметром 7–8 мм готовят две П-образные скобы, которыми сердечник трансформатора будет крепиться к рамке-основанию. На обоих концах скоб нарезают резьбу под гайки М6. Из металлической ленты, толщиной 3–4 мм и шириной 18–20 мм, согнутой П-образно, готовят рукоятку трансформатора. Края П-образной пластины дополнительно изгибают навстречу друг другу, получая «язычки» длинной 5–8 см, к которым крепят деревянную рукоятку. С этой целью в «язычках» просверливают отверстия диаметром 7 мм. Две скобы и металлическую часть рукоятки обматывают слоем ткани, пропитанной эпоксидной смолой, приклеивают к внутренней части тороида: рукоятку вверху, скобы внизу на некотором расстоянии друг от друга. Весь сердечник также покрывают одним-двумя слоями ткани, пропитанной эпоксидной смолой. После высыхания эпоксидной смолы приступают к намотке обмоток. Первичную обмотку мотают первой, равномерно распределяя по всему периметру. После выполнения первичной обмотки трансформатор включают в сеть и замеряют ток холостого хода, который не должен превышать 3,5 А. Необходимо помнить, что при В_μ = 1,7 Тл сердечник близок к насыщению, а потому даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока I_xx первичной обмотки.

Перед намоткой вторичной обмотки в металлической части рукоятки сбоку сверлят отверстие под болт с резьбой М12, который будет служить выводом от средней точки обмотки и одновременно «плюсовой» клеммой. Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы рамки-основания пускового устройства не только для крепления диодов, но и в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок.

Выводы вторичных полуобмоток соединяют с «плюсовой» клеммой, витки равномерно распределяют по всему периметру сердечника. При укладке используют деревянный молоток.