Катушки возбуждения стартера

Катушки возбуждения стартера - это сменные детали, используемые в некоторых стартерных двигателях. Вместе с якорем стартера катушки создают вращение, которое приводит к запуску двигателя. Мы составили это руководство, чтобы помочь вам понять, как устроены катушки возбуждения стартера, как они работают, из чего состоят, как подключаются и т.д.

Определение катушки возбуждения стартера

Катушки возбуждения стартера представляют собой обмотки из магнитопровод которые окружают якорь в стартерном двигателе автомобиля. По сути, они представляют собой электромагниты, генерирующие магнитные поля для вращения якоря. Вращение происходит при протекании тока в обмотках катушек двух узлов.

В типичном автомобильном стартерном двигателе катушки возбуждения находятся на раме возбуждения. Они работают вместе с железными сердечниками (называемыми также полюсами), создавая силу, достаточную для вращения двигателя. В стартерном двигателе обмотки катушек возбуждения и их сердечники оставляют зазор, достаточный для беспрепятственного вращения якоря.

Конструкция катушки возбуждения стартера

Для изготовления катушек возбуждения производители стартерных двигателей наматывают много витков проводника. В качестве проводника обычно используется медь с низким сопротивлением в виде провода или полос. Для предотвращения короткого замыкания обмотки покрытые эмалью или хлопка. Для дополнительной защиты вокруг катушек наматывается изоляционная лента.

Как мы уже видели, производители катушек возбуждения стартеров обычно используют медь для изготовления катушек. Это объясняется, в частности, высокими проводимость меди и другие свойства, такие как жаро- и коррозионная стойкость. Кроме того, катушки изготавливаются нужной толщины для снижения электрического сопротивления и уменьшения омического нагрева.

Внутри стартерного двигателя провода катушек возбуждения соединяются с катушками якоря различными способами. Выбор способа зависит от различных факторов, таких как область применения, требуемые характеристики и т.д. Каждая конфигурация катушки возбуждения имеет свои положительные и отрицательные стороны, о чем мы расскажем далее в руководстве. До этого о работе катушки возбуждения стартера в двигателе, а также во всем автомобиле пусковая система.

Каково назначение катушки возбуждения стартера?

Чтобы понять, какую функцию выполняют катушки возбуждения, необходимо знать, какую роль играют стартеры. Двигатель стартера вращается, чтобы запустить двигатель автомобиля. Для этого он опирается на силы, создаваемые магнитными полями.

Назначение катушек возбуждения стартера - проводить электрический ток, который создает магнитный поток вокруг якоря стартера. Якорь также имеет вокруг себя магнитное поле, и взаимодействие этих двух сил приводит к вращению подвижного якоря.

Катушка возбуждения, являясь неподвижной частью, не сопровождает вращение якоря. Вместо этого она продолжает создавать магнитное поле, необходимое для продолжения вращения якоря и вала.

Таким образом, функция катушки возбуждения стартера заключается в создании магнитной силы, необходимой для вращения якоря. Это происходит за счет намагничивания сердечника и создания магнитного потока вокруг проволочных контуров.

Принцип работы катушек возбуждения в стартерном двигателе

Теперь рассмотрим работу катушки возбуждения стартера, которая приводит к вращению двигателя. Чтобы было проще понять, проследим, что происходит с момента поступления тока в двигатель до момента начала вращения вала.

• При срабатывании системы запуска цепь включает ток на электродвигатель стартера. После этого щетки двигателя проводят ток к обмоткам якоря через коммутатор. Катушки возбуждения соединены с катушкой якоря, поэтому через них тоже протекает ток.
• При протекании тока в катушках возбуждения создается сильный магнитный поток. Конструкция и расположение катушек создают электромагнит с северной и южной полярностью, а полюсные башмаки способствуют его усилению.
• Катушки якоря также создают магнитное поле, и реакция между их магнитным полем и магнитным полем катушек возбуждения приводит к его вращению. Направление вращения обычно происходит от стороны с высокой концентрацией силовых линий магнитного поля к стороне с низкой интенсивностью.
• Коммутатор постоянно меняет направление тока в катушках, заставляя якорь совершать непрерывное вращение.
• Затем приводной механизм стартера передает энергию вращающегося вала маховику. В результате двигатель начинает вращаться и запускаться.

Производительность катушек возбуждения стартеров зависит от различных факторов, таких как:

Тип и качество материала

Толщина проволоки катушки

Количество обмоток

Конфигурация катушки

Инженеры обеспечивают максимально эффективную работу катушки возбуждения стартера, описанную здесь. Для этого они используют несколько методов, описанных ниже.

Во-первых, при изготовлении проводника используются высококачественные материалы, благодаря чему он мало омическое сопротивление для протекания тока. В большинстве стартерных двигателей в качестве проводника в обмотках катушек используется медь. Этот материал обладает такими преимуществами, как электропроводность и низкий омический нагрев.

Во-вторых, проводник изготавливается не в виде проволоки, а в виде полос или лент. Это позволяет обеспечить оптимальную проводимость и максимальное количество витков катушки. Ленты также помогают сконцентрировать силовые линии магнитного поля для максимальный крутящий момент.

В-третьих, для увеличения напряженности магнитного поля вокруг катушек используется много витков проводника. В современном стартерном двигателе, помимо большого количества витков, используется несколько катушек возбуждения. Это позволяет увеличить вращающую силу и обеспечить плавность вращения.

Еще одним способом повышения эффективности катушек возбуждения является использование наиболее эффективного способа их подключения к цепи якоря. Существует множество различных конфигураций, каждая из которых подходит для конкретных применений. Далее рассмотрим некоторые способы подключения катушек возбуждения в современных стартерных двигателях.

Конфигурации катушек возбуждения стартерных двигателей

Стартерные двигатели обычно имеют четыре катушки, последовательно соединенные с якорем. Существует несколько других конструкций катушек возбуждения двигателей постоянного тока. Здесь мы расскажем о наиболее распространенных из них:

• 2 катушки, параллельное подключение
• 4 катушки, последовательное соединение
• 4 катушки, последовательное и параллельное соединение
• 6 катушек, последовательное и параллельное соединение
• 3 катушки, 2 последовательных и 1 параллельное соединение

Две катушки и параллельное соединение

Используются две обмотки, подключенные к якорю параллельно. Благодаря этому методу и катушки якоря, и катушки возбуждения получают одинаковое напряжение. Провода испытывают незначительные нагрузки противодействующая электродвижущая силаЭто означает, что крутящий момент не меняется даже на высоких оборотах.

Конфигурация с двумя катушками и параллельным подключением также имеет два дополнительных полюсных наконечника, но без проволочных обмоток. Они служат для улучшения магнитного поля без потребления тока, что позволяет двигателю преодолевать значительно большие нагрузки.

Из-за низкого омического нагрева параллельно соединенные катушки могут быть толстыми или иметь большой диаметр. Но при этом катушки создают низкий крутящий момент. При использовании такой конфигурации в стартерном двигателе необходим также редукционный пусковой механизм. Он помогает компенсировать слабую силу вращения.

Четыре катушки и последовательное соединение

Как уже отмечалось, это одна из наиболее распространенных конфигураций катушек возбуждения стартерных двигателей. Она включает в себя четыре катушки и последовательное соединение с якорем. Такая конструкция имеет ряд преимуществ, в основном связанных с крутящим моментом и преодолением нагрузок.

При последовательном соединении катушек возбуждения по проводам течет один и тот же ток. Это создает большой вращающий момент при первом запуске двигателя. Но при этом в катушках возникает встречная электродвижущая сила. Эта ЭДС быстро тормозит двигатель и снижает его вращающий момент.

Высокий начальный крутящий момент идеально подходит для пусковых систем с высокой нагрузкой. Поэтому большинство низкоскоростных и тяжелых стартеров относятся именно к этому типу. Несмотря на высокий крутящий момент, пусковые двигатели с такими катушками не могут работать долго. После запуска они слишком быстро разгоняются, что может привести к поломке, если не принять меры.

Четыре катушки и комбинированное последовательное/параллельное подключение

Он состоит из 4 различных катушек, одна из которых имеет последовательное подключение, а другая - параллельное. Такая комбинация обеспечивает преимущества различных способов подключения, повышая общую производительность.

Полевые катушки этого типа создают гораздо более мощный магнитный поток, чем катушки с двумя витками и последовательным соединением. Еще одним преимуществом является регулируемая скорость, возникающая за счет электродвижущей силы последовательной части катушек.

Шесть катушек и комбинированное последовательное/параллельное соединение

Эта конфигурация имеет три пары обмоток и последовательное и параллельное подключение. Благодаря большому количеству катушек возбуждения и различным способам подключения она подходит для тяжелых стартеров.

Последовательно-параллельная комбинация дает два преимущества. Последовательная часть катушек обеспечивает высокий крутящий момент для преодоления больших нагрузок. Параллельное соединение, с другой стороны, помогает контролировать скорость после начала вращения двигателя.

Три катушки, 2 последовательных и 1 параллельное подключение

Одна обмотка катушки заземлена или зашунтирована, а две другие соединены с якорем последовательно. Основное преимущество этого метода заключается в том, что скорость вращения двигателя можно регулировать. Поскольку шунтирующая обмотка поддерживает постоянный ток, двигатель не достигает разрушительных значений скорости. Стартерные двигатели с такой конфигурацией создают средний крутящий момент.

Часто задаваемые вопросы по катушкам возбуждения стартера

Чтобы помочь вам лучше разобраться в катушках возбуждения, мы составили список вопросов, которые, по нашему мнению, являются наиболее часто задаваемыми. Они должны дать вам дополнительную информацию об этих важнейших деталях стартерного двигателя.

Q1. В чем заключаются основные различия между катушкой возбуждения стартера и обмоткой якоря?

A. Катушки возбуждения стартерного двигателя являются неподвижными узлами, в то время как катушки якоря могут вращаться вокруг своей оси или вместе с валом. Катушки возбуждения также крепятся к корпусу двигателя и окружают якорь. Якорь удерживается на центральной оси двигателя валом.

2. Все ли стартерные двигатели имеют обмотки катушки возбуждения?

A. Нет. Некоторые, особенно современные, используют постоянные магниты вместо электромагнитов. Однако в значительном числе таких двигателей используются катушки возбуждения, что делает эти компоненты распространенными на рынке автозапчастей.

Q3. Почему толщина последовательно соединенных катушек возбуждения часто больше, чем у катушек с шунтовой намоткой?

A. Катушки с шунтовой намоткой имеют более низкое электрическое сопротивление, чем катушки с параллельной намоткой. Поэтому они не нагреваются быстро, что позволяет использовать более тонкие проводники. Если бы последовательно соединенные катушки были такими же тонкими, то возникающий омический нагрев привел бы к их повреждению.

Q4. Что такое сопротивление катушки возбуждения?

A. Оно означает омическое сопротивление катушек возбуждения при протекании тока. Обычно это сопротивление указывается в руководстве по эксплуатации и может быть использовано для проверки поврежденной катушки, сопротивление которой изменилось.

Q5. Что приводит к повреждению катушек возбуждения стартерного двигателя?

A. Причин может быть несколько. К числу распространенных относятся деградация обмоток вследствие износа и коррозии, оплавление катушек в результате перегрева и заземление из-за снятой изоляции. Пыль от угольных щеток также может служить проводником для электронов и заземлять обмотку катушки.

Q6. Можно ли отремонтировать поврежденные катушки возбуждения стартера?

A. Да. Неисправные катушки возбуждения можно починить. Многие владельцы автомобилей выбирают перемотку катушек возбуждения для удаления оплавленных витков или витков с сильно поврежденной изоляцией. Перемотка катушек может быть выполнена в ремонтной мастерской или самостоятельно с помощью станка для намотки катушек возбуждения. Обмотка катушек изолентой может быть использована для устранения открытых неповрежденных катушек.

Q7. Что включает в себя проверка катушек возбуждения стартерного двигателя?

A. Для измерения сопротивления катушки и выявления повреждений используется омметр. Омметр подключается к любой из клемм катушки и снимаются показания. Высокое сопротивление свидетельствует о расплавлении обмоток и размыкании цепи, а почти нулевое показание или наличие целостности указывает на замыкание катушки. Различные формы повреждений, такие как разрушение изоляции, можно определить по внешнему виду.

Q8. Какова цена катушки возбуждения стартера?

A. Стоимость варьируется и составляет около $50 для большинства катушек возбуждения. Некоторые из них стоят меньше, а некоторые продаются по цене до ста долларов и выше. Разница в стоимости обусловлена различиями в конструкции, качестве материала, размерах и т.д. Разница в стоимости обусловлена также производителем: некоторые марки катушек имеют более высокую цену, чем другие.

Q9. Какова стоимость перемотки катушки возбуждения стартера?

A. Хотя стоимость работ в разных регионах различна, она составляет от $200 до $300 для двигателей средних размеров и выше для больших. Для перемотки двигателей обычно требуются характеристики обмоток старой катушки, поэтому убедитесь, что они у вас есть.

Заключение

Катушки возбуждения стартера - одна из важнейших частей системы запуска автомобиля. Катушки выполняют важную функцию, создавая усилие для вращения якоря. Они также имеют различные характеристики, включая способы подключения. Понимание того, что такое рабочая катушка и катушка возбуждения, поможет вам лучше ухаживать за двигателем стартера вашего автомобиля. А продавцу автозапчастей или владельцу автомобиля - приобрести правильные.