Starter-Feldspulen

Starterfeldspulen sind austauschbare Teile, die in einigen Anlassern zu finden sind. Zusammen mit dem Anlasseranker erzeugen die Spulen die Rotation, die den Motor ankurbelt und startet. Wir haben diesen Leitfaden zusammengestellt, um Ihnen zu helfen, die Feldspulen des Anlassers zu verstehen: wie sie funktionieren, woraus sie bestehen, wie sie verdrahtet sind und vieles mehr.

Definition der Starterfeldspule

Starterfeldspulen sind Wicklungen aus Magnetdraht die den Anker im Anlasser eines Fahrzeugs umgeben. Sie sind im Wesentlichen Elektromagnete, die Folgendes erzeugen Magnetfelder um den Anker zu drehen. Die Drehung erfolgt, wenn Strom in den Spulenwicklungen der beiden Baugruppen fließt.

In einem typischen Fahrzeuganlasser sind die Feldspulen im Feldrahmen untergebracht. Sie arbeiten mit Eisenkernen (auch Polschuhe genannt) zusammen, um genügend Kraft zu erzeugen, um den Motor zu drehen. In einem Anlasser lassen die Wicklungen der Feldspulen und ihre Kerne ein Spiel, das gerade ausreicht, um eine ungehinderte Drehung des Ankers zu ermöglichen.

Aufbau der Starterfeldspule

Zur Herstellung von Feldspulen wickeln die Hersteller von Anlassern viele Windungen eines Leiters auf. Bei dem Leiter handelt es sich in der Regel um Kupfer mit geringem Widerstand in Form von Draht oder Bändern. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, sind die Wicklungen mit Emaille überzogen oder Baumwolle. Ein Isolierband wird auch um die Spulen gewickelt, um zusätzlichen Schutz zu bieten.

Wie wir gesehen haben, verwenden die Hersteller von Starterfeldspulen in der Regel Kupfer zur Herstellung der Spulen. Die Gründe dafür sind unter anderem die hohen Leitfähigkeit von Kupfer und andere Eigenschaften wie Wärme- und Korrosionsbeständigkeit. Die Spulen werden auch in der richtigen Dicke hergestellt, um den elektrischen Widerstand und die ohmsche Erwärmung zu verringern.

Im Inneren des Anlassers werden die Drähte der Feldspulen auf unterschiedliche Weise mit den Ankerspulen verbunden. Welche Methode verwendet wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab, z. B. von der Anwendung, der erforderlichen Leistung und mehr. Jede Feldspulenkonfiguration hat ihre Vor- und Nachteile, wie wir später in diesem Leitfaden sehen werden. Zuvor noch etwas über die Funktion der Starterfeldspule im Motor und im gesamten Fahrzeug Startsystem.

Was ist der Zweck der Starterfeldspule?

Um die Funktion von Feldspulen zu verstehen, muss man sich der Rolle des Anlassers bewusst sein. Ein Anlasser dreht sich, um den Motor Ihres Autos zu starten. Dabei stützt er sich auf die von Magnetfeldern erzeugten Kräfte.

Die Feldspulen des Anlassers haben die Aufgabe, einen elektrischen Strom zu leiten, der einen magnetischen Fluss um den Anlasseranker erzeugt. Der Anker hat ebenfalls ein Magnetfeld um sich herum, und die Wechselwirkung zwischen den beiden Kräften bewirkt, dass sich der bewegliche Anker dreht.

Die Feldspulenbaugruppe folgt als stationärer Teil nicht der Ankerdrehung. Stattdessen sorgt sie weiterhin für das Magnetfeld, das erforderlich ist, damit sich die Ankerbaugruppe und die Welle weiterdrehen.

Die Aufgabe der Starter-Feldspule besteht also darin, die für die Drehung des Ankers erforderliche Magnetkraft zu erzeugen. Dies geschieht durch Magnetisierung des Kerns und Erzeugung eines magnetischen Flusses um die Drahtschleifen.

Die Funktionsweise von Feldspulen in einem Startermotor

Betrachten wir nun den Betrieb der Starterfeldspule, der zur Drehung des Motors führt. Zum besseren Verständnis verfolgen wir die Vorgänge von der Stromeinspeisung in den Motor bis zum Beginn der Drehung der Welle.

• Wenn das Startsystem aktiviert wird, schaltet eine Schaltung den Strom zum Anlasser ein. Die Motorbürsten leiten dann den Strom zu den Wicklungen des Ankers über die Kommutator. Die Feldspulen sind mit der Ankerspule verbunden, so dass auch durch sie Strom fließt.
• Wenn Strom in den Feldspulen fließt, wird ein starker magnetischer Fluss erzeugt. Durch die Konstruktion und Anordnung der Spulen entsteht ein nord- und südgepolter Elektromagnet, der durch die Polschuhe verstärkt wird.
• Die Ankerspulen erzeugen ebenfalls ein Magnetfeld, und die Reaktion zwischen ihrem Magnetfeld und dem der Feldspulen führt zu einer Drehung. Die Drehrichtung ist in der Regel von der Seite mit einer hohen Konzentration von Magnetfeldlinien zu der Seite mit geringer Intensität.
• Der Kommutator kehrt ständig die Stromrichtung in den Spulen um, so dass der Anker eine kontinuierliche Drehung erfährt.
• Der Anlasserantrieb überträgt dann die Energie der rotierenden Welle auf das Schwungrad. Dies führt dazu, dass der Motor anspringt und startet.

Die Leistung von Starterfeldspulen hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel:

Art und Qualität des Materials

Spulendrahtstärke

Anzahl der Wicklungen

Konfiguration der Spule

Die Ingenieure sorgen dafür, dass die hier beschriebene Arbeit der Starterfeldspule so effizient wie möglich abläuft. Sie tun dies mit mehreren Methoden, die im Folgenden beschrieben werden.

Erstens verwenden sie hochwertige Materialien für den Leiter, so dass er wenig ohmscher Widerstand für den Stromfluss. Die meisten Anlasser verwenden Kupfer als Leiter in den Spulenwicklungen. Das Material bietet die Vorteile der elektrischen Leitfähigkeit und der geringen ohmschen Erwärmung.

Zweitens stellen sie den Leiter in Form von Streifen oder Bändern anstelle von Draht her. Dies trägt zu einer optimalen Leitfähigkeit bei und ermöglicht gleichzeitig eine maximale Anzahl von Spulenwindungen. Die Bänder tragen auch dazu bei, die Magnetfeldlinien zu konzentrieren, um maximales Drehmoment.

Drittens werden viele Windungen des Leiters verwendet, um die Intensität des Magnetfelds um die Spulen zu erhöhen. Zusätzlich zu den vielen Windungen werden im modernen Anlasser mehrere Feldspulen verwendet. Dies dient der Erhöhung der Drehkraft und der Sicherstellung einer gleichmäßigen Drehung.

Eine weitere Möglichkeit, die Effektivität von Erregerspulen zu verbessern, besteht darin, sie auf die effizienteste Weise mit dem Ankerkreis zu verbinden. Es gibt viele verschiedene Konfigurationen, die sich jeweils für bestimmte Anwendungen eignen. Im Folgenden wird ein Blick auf die Verdrahtung von Feldspulen in den heutigen Anlassern geworfen.

Startermotor-Feldspulen-Konfigurationen

Anlasser haben in der Regel vier Spulen, die mit dem Anker in Reihe geschaltet sind. Es gibt verschiedene andere Ausführungen für die Feldspulen von Gleichstrommotoren. Hier erklären wir die gängigsten, die da wären:

• 2 Spulen, Parallelschaltung
• 4 Spulen, Reihenschaltung
• 4 Spulen, Reihen- und Parallelschaltung
• 6 Spulen, Reihen- und Parallelschaltung
• 3 Spulen, 2 in Reihe und 1 parallel geschaltet

Zwei Spulen und Parallelschaltung

Es werden zwei Wicklungen verwendet, die parallel an den Anker angeschlossen sind. Durch diese Methode erhalten sowohl die Anker- als auch die Feldspulen die gleiche Spannung. Die Drähte erfahren wenig gegenelektromotorische KraftDas bedeutet, dass sich das Drehmoment auch bei höheren Drehzahlen nicht ändert.

Die Konfiguration mit 2 Spulen und Parallelschaltung verfügt ebenfalls über zwei zusätzliche Polschuhe, jedoch ohne Drahtwicklungen. Diese dienen dazu, das Magnetfeld zu verbessern, ohne Strom zu ziehen, wodurch ein Motor entsteht, der sehr große Lasten bewältigen kann.

Wegen ihrer geringen ohmschen Erwärmung können parallel geschaltete Spulen dick sein oder einen großen Durchmesser haben. Aber die Spulen erzeugen auch ein geringes Drehmoment. Wenn diese Konfiguration in einem Anlasser verwendet wird, ist auch ein Startmechanismus mit Untersetzungsgetriebe erforderlich. Es hilft, die schwache Rotationskraft auszugleichen.

Vier Spulen und Reihenschaltung

Wie bereits erwähnt, handelt es sich hierbei um eine der gängigsten Feldspulen-Konfigurationen für Anlasser. Sie besteht aus vier Spulen und einer Reihenschaltung mit dem Anker. Die Konstruktion bietet mehrere Vorteile, die vor allem mit dem Drehmoment und der Überwindung von Lasten zu tun haben.

Wenn die Erregerspulen in Reihe geschaltet sind, fließt der gleiche Strom durch die Drähte. Dadurch entsteht beim Anlaufen des Motors ein hohes Drehmoment. Aber es verursacht auch eine gegenläufige elektromotorische Kraft in den Spulen. Diese EMK bremst den Motor schnell ab und verringert sein Drehmoment.

Das hohe Anfangsdrehmoment passt perfekt zu Hochlast-Startsystemen. Die meisten langsam laufenden, schweren Anlasser sind daher von diesem Typ. Trotz des hohen Drehmoments können Anlasser mit diesen Spulen nicht lange laufen. Sie beschleunigen nach dem Start zu schnell, was leicht zu Schäden führen kann, wenn sie nicht kontrolliert werden.

Vier Spulen und kombinierte Reihen-/Parallelschaltung

Es besteht aus 4 verschiedenen Spulen, von denen eine in Reihe und die andere parallel geschaltet ist. Die Kombination bietet die Vorteile der verschiedenen Verdrahtungsmethoden und erhöht die Gesamtleistung.

Erregerspulen dieses Typs erzeugen einen viel stärkeren magnetischen Fluss als die 2-Spulen- und Reihenschaltung. Ein weiterer Vorteil ist die kontrollierte Geschwindigkeit, die sich aus der elektromotorischen Kraft des Serienteils der Spulen ergibt.

Sechs Spulen und kombinierte Reihen-/Parallelschaltung

Diese Konfiguration weist drei Wicklungspaare und sowohl Reihen- als auch Parallelschaltungen auf. Aufgrund der großen Anzahl von Feldspulen und der verschiedenen Verdrahtungsmethoden eignet sich diese Konfiguration für Hochleistungsstarter.

Die Serien- und Parallelkombination bietet zwei Vorteile. Der Serienteil der Spulen sorgt für ein hohes Drehmoment, um große Lasten zu bewältigen. Die Parallelschaltung hingegen hilft bei der Steuerung der Drehzahl, nachdem der Motor zu drehen begonnen hat.

Drei Spulen, 2 Serien- und 1 Parallelschaltung

Eine Spulenwicklung ist geerdet oder im Nebenschluss geschaltet, während die beiden anderen mit dem Anker in Reihe geschaltet sind. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass die Drehzahl des Motors gesteuert werden kann. Da die Nebenschlussspule eine konstante Stromstärke aufrechterhält, erreicht der Motor keine zerstörerischen Drehzahlen. Anlasser mit dieser Art von Konfiguration erzeugen ein durchschnittliches Drehmoment.

Starterfeldspulen FAQs

Um Ihnen zu helfen, die Feldspulen besser zu verstehen, haben wir eine Liste mit den am häufigsten gestellten Fragen zusammengestellt. Diese sollen Ihnen zusätzliche Informationen über diese wichtigen Teile des Anlassers liefern.

Q1. Was sind die Hauptunterschiede zwischen einer Starterfeldspule und Ankerwicklungen?

A. Die Feldspulen des Anlassers sind ortsfest, während die des Ankers sich um ihre Achse oder mit der Welle drehen können. Die Erregerspulen sind ebenfalls am Motorgehäuse befestigt und umgeben die Ankerbaugruppe. Der Anker wird von der Welle in der Mittelachse des Motors gehalten.

2. Haben alle Anlassermotoren Feldspulenwicklungen?

A. Nein. Einige, insbesondere die modernen Typen, verwenden Dauermagnete anstelle von Elektromagneten. Eine große Anzahl dieser Motoren verwendet jedoch Feldspulen, wodurch die Komponenten auf dem Autoteilemarkt weit verbreitet sind.

Q3. Warum sind in Reihe geschaltete Feldspulen oft dicker als die in Nebenschluss gewickelten Spulen?

A. Nebenschlussspulen haben einen geringeren elektrischen Widerstand als parallel gewickelte Spulen. Sie erwärmen sich daher nicht so schnell, so dass dünnere Leiter verwendet werden können. Wären in Reihe geschaltete Spulen ebenso dünn, würde die daraus resultierende ohmsche Erwärmung zu Schäden führen.

Q4. Was ist der Feldspulenwiderstand?

A. Er bezeichnet den ohmschen Widerstand der Feldspulen gegen den Stromfluss. Der Widerstand ist in der Regel im Handbuch angegeben und kann verwendet werden, um eine beschädigte Spule zu prüfen, deren Widerstand sich verändert hat.

Q5. Wodurch können die Feldspulen des Anlassers beschädigt werden?

A. Dafür gibt es mehrere Gründe. Zu den häufigsten gehören abgenutzte Wicklungen aufgrund von Verschleiß und Korrosion, geschmolzene Spulen infolge von Überhitzung und Erdung durch abgelöste Isolierung. Staub von Kohlebürsten kann ebenfalls einen Weg für Elektronen bieten und die Spulenwicklungen erden.

Q6. Können beschädigte Anlasserfeldspulen repariert werden?

A. Ja, es ist möglich, defekte Feldspulen zu reparieren. Viele Autobesitzer entscheiden sich für das Neuwickeln von Feldspulen, um geschmolzene Wicklungen oder solche mit stark abgelöster Isolierung zu entfernen. Das Umwickeln von Spulen kann in einer Werkstatt oder als Heimwerkerarbeit mit einer Feldspulenwickelmaschine durchgeführt werden. Das Umwickeln der Spulenwicklungen mit Klebeband kann bei freiliegenden, unbeschädigten Spulen Abhilfe schaffen.

Q7. Was beinhaltet die Prüfung der Feldspulen von Anlassern?

A. Mit einem Ohmmeter wird der Widerstand der Spule gemessen und eine Beschädigung festgestellt. Die beiden Problemstellen werden an einen der beiden Anschlüsse der Spule angeschlossen und die Messwerte werden erfasst. Ein hoher Widerstand deutet auf geschmolzene Wicklungen und einen unterbrochenen Stromkreis hin, während ein Wert von fast Null oder Durchgang auf eine kurzgeschlossene Spule hinweist. Verschiedene Formen der Beschädigung, wie z. B. die Verschlechterung der Isolierung, können durch Betrachtung festgestellt werden.

Q8. Wie hoch ist der Preis der Starterfeldspule?

A. Die Kosten variieren und bewegen sich bei den meisten Feldspulen um $50. Einige wenige sind für weniger zu haben, während andere bis zu hundert Dollar oder mehr kosten. Die Kostenunterschiede ergeben sich aus Designvariationen, Materialqualität, Größe und mehr. Auch der Hersteller spielt eine Rolle, denn einige Spulenmarken haben höhere Preise als andere.

Q9. Wie hoch sind die Kosten für das Aufwickeln der Starterfeldspule?

A. Obwohl die Kosten von Region zu Region variieren, liegen die Beträge zwischen $200 und $300 für mittelgroße Motoren und höher für größere Motoren. Motorumwickler benötigen in der Regel die Spezifikationen der alten Spulenwicklungen, halten Sie diese also unbedingt bereit.

Schlussfolgerung

Die Feldspulen des Anlassers sind eines der wichtigsten Teile des Anlassersystems eines Autos. Die Spulen haben die Aufgabe, die Kraft zum Drehen des Ankers zu erzeugen und erfüllen damit eine wichtige Funktion. Sie weisen außerdem verschiedene Merkmale auf, darunter auch Verdrahtungsmethoden. Wenn Sie die Arbeits- und Feldspulen verstehen, können Sie den Anlasser Ihres Autos besser pflegen. Auch als Autoteileverkäufer oder Autobesitzer können Sie die richtigen Spulen kaufen.