Мягкий пуск стартерного электродвигателя постоянного тока

При исследовании пусковых характеристик стартерных электродвигателей выявлено, что при подаче напряжения на электродвигателе возникает импульс обратного тока напряжением более 2000 вольт. Изоляция обмоток электродвигателей может не выдержать и получить межвитковый пробой. Искрение коллектора при больших пусковых токах ведёт к прогоранию пластин коллектора. Избежать пробоя и аварийной ситуации при пуске электродвигателя можно, используя метод разгона оборотов во времени.

Пусковой ток  в данной схеме снижен до приемлемой величины  с 220 ампер до 20. Условия мягкого пуска созданы двойным уровнем тока - первый   создаётся  регулировочной характеристикой  полевого транзистора в течении времени 0-10 мс,второй - контактами пускового реле от 10 до 60 мс. Ток во время пускового режима  растёт почти линейно, что не ведёт к разрушению электрической части электродвигателя.

Схема на рисунке представляет собой гибрид из мощного полевого транзистора  и пускового реле.

Полевой транзистор после нажатия кнопки  «Старт» открывается подачей напряжения с аккумулятора GB1 на затвор  через резистор R1. Цепь, параллельная   затвору транзистора и минусу аккумулятора защищает транзистор и несколько увеличивает время включения с 0,02 до 1 мс, зависящего от  номиналов резисторов  R1,R2 и конденсатора  C1 - подаёт с ростом напряжения питание на  пусковой электродвигатель М1. Электродвигатель    разгонится до номинальных оборотов, в конце этого процесса замкнутся мощные контакты К1.1 реле К1, ток через полевой транзистор прекратится, а рабочий ток электродвигателя   не создаст  искрения контактов, так как  режим разгона выполнен.

Размыкание цепи «Старт» приведёт к размыканию цепи К1.1 и обесточиванию электродвигателя, с понижением тока по экспоненте.

В цепь затвора полевого транзистора  в   схеме  введен  стабилитрон  для защиты от превышения порогового напряжения, в цепи истока транзистора, параллельно пусковому электродвигателю подключена  цепь  для  гашения  импульсного напряжения обратной полярности –диод VD2 и  конденсатор  С2.

Обмотка реле К1  защищена  от импульсов обратной полярности двухполярным светодиодом HL1 с разрядным резистором R4, резистор R3   ограничивает ток питания цепи обмотки, снижает ее нагрев при длительном включении. Диод  VD3 устраняет   проникновение импульсных помех в цепи питания.

В схеме нет дефицитных радиодеталей: полевые транзисторы установлены на суммарный рабочий  ток   в 212 ампер. Резисторы   типа  МЛТ-0,25, R3 на  один ватт. Диоды VD2, VD3  импульсного  типа. Реле автомобильное  -типа MG16566DX на ток контактов 30  ампер  и напряжение 12 вольт, напряжение  включения такого реле 7 вольт, отпускания  3,5 вольта. Светодиод  HL1 заменим на КИПД 45Б -2 или  КИПД 23 А1-К, кнопка пуска типа КМ 1-1. В конструкции использовался стартерный электродвигатель итальянского производства, исследования проводились и на других типах электродвигателей мощностью от 10 до 300 ватт..

Конструкция собрана в корпусе размерами 110 * 35 *55 и  закреплена рядом со стартером, кнопка  пуска установлена в удобном для включения месте  и соединена многожильным изолированным  проводом сечением 0,5 мм. Полевые транзисторы закреплены общим болтом к радиатору.

Светодиод можно использовать как индикатор пуска или оставить на плате.

Силовые цепи питания электродвигателя необходимо  выполнить многожильным проводом сечением не менее 10 мм  и как можно короче по длине, для снижения потерь напряжения.

Схема   проверена на стенде с указанным двигателем на 250 ватт, для надёжности установить  два полевика в параллель, закрепив с двух сторон радиатора, пусковой ток тогда может достигать 220 ампер. Ток в 130 Ампер берёт от аккумулятора  стартер а/м  "Жигули" ВАЗ 2107.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Sprint-Layout