Из чего состоит якорь электродвигателя. Устройство и принцип работы якоря электродвигателя автомобильного стартера

Что представляет собой якорь электродвигателя стартера. Из каких основных частей состоит якорь. Как устроен и работает коллектор якоря. Какие функции выполняет обмотка якоря. Как происходит преобразование электрической энергии в механическую в якоре стартера.

Что такое якорь электродвигателя стартера

Якорь является ключевым элементом электродвигателя стартера, обеспечивающим преобразование электрической энергии в механическую. Он представляет собой вращающуюся часть электродвигателя, на которой размещены обмотки и коллектор.

Основные функции якоря стартера:

• Создание вращающегося магнитного поля при прохождении тока через обмотки
• Преобразование электрической энергии в механическую энергию вращения
• Передача крутящего момента на вал стартера

Из каких частей состоит якорь стартера

В конструкцию якоря электродвигателя стартера входят следующие основные элементы:

1. Сердечник якоря — цилиндр из листов электротехнической стали
2. Обмотка якоря — медные проводники, уложенные в пазы сердечника
3. Коллектор — набор медных пластин, к которым подключены концы обмотки
4. Вал якоря — стальной стержень, на который насажены все детали
5. Балансировочные грузики — для устранения дисбаланса при вращении

Все эти компоненты образуют единую конструкцию, способную эффективно преобразовывать электрическую энергию в механическую работу вращения.

Устройство и работа обмотки якоря

Обмотка якоря выполняет ключевую роль в работе электродвигателя стартера. Она состоит из медных проводников, уложенных в пазы сердечника якоря. При прохождении электрического тока через обмотку создается магнитное поле, взаимодействующее с полем статора.

Какие функции выполняет обмотка якоря:

• Создает вращающееся магнитное поле якоря
• Обеспечивает протекание рабочего тока
• Преобразует электрическую энергию в механическую

Обмотка якоря имеет сложную конструкцию из множества витков проводников, соединенных определенным образом. Это позволяет создать необходимую конфигурацию магнитного поля для эффективной работы стартера.

Конструкция и назначение коллектора

Коллектор является важным элементом якоря, обеспечивающим подвод тока к обмоткам. Он представляет собой набор медных пластин, электрически изолированных друг от друга и от вала якоря.

Основные функции коллектора:

• Подвод тока к секциям обмотки якоря
• Изменение направления тока в обмотках при вращении якоря
• Выпрямление переменного тока, индуцируемого в обмотках

Коллектор состоит из ламелей — медных пластин трапециевидной формы. К ламелям припаяны выводы секций обмотки якоря. При вращении якоря щетки скользят по поверхности коллектора, обеспечивая подвод тока.

Принцип работы якоря стартера

Работа якоря электродвигателя стартера основана на взаимодействии магнитных полей статора и якоря. При подаче напряжения на обмотки якоря через них начинает протекать электрический ток. Это создает магнитное поле якоря, которое взаимодействует с полем статора.

Основные этапы работы якоря:

1. Подача тока на обмотки через щетки и коллектор
2. Создание магнитного поля вокруг проводников обмотки
3. Взаимодействие поля якоря с полем статора
4. Возникновение вращающего момента
5. Вращение якоря и вала стартера

Благодаря коллектору при вращении якоря происходит переключение тока в обмотках, что обеспечивает непрерывное вращение в одном направлении. Таким образом осуществляется преобразование электрической энергии в механическую работу вращения вала стартера.

Материалы для изготовления якоря

При производстве якорей электродвигателей стартеров используются различные материалы, обладающие необходимыми свойствами:

• Сердечник якоря — электротехническая сталь с высокой магнитной проницаемостью
• Обмотка — медный эмалированный провод
• Коллектор — электротехническая медь
• Вал — конструкционная сталь
• Изоляция — слюда, стеклоткань, полимерные материалы

Правильный выбор материалов обеспечивает высокую эффективность, надежность и долговечность якоря электродвигателя стартера. Особое внимание уделяется качеству изоляции обмоток и коллектора.

Виды якорей электродвигателей стартеров

Существуют различные типы якорей, применяемых в стартерах автомобильных двигателей:

• Цилиндрические якоря — классическая конструкция
• Дисковые якоря — для компактных стартеров
• Якоря с внешним ротором — повышенный крутящий момент
• Якоря с постоянными магнитами — для современных стартеров

Выбор типа якоря зависит от конструкции стартера, требуемых характеристик и особенностей конкретного двигателя. Каждый вид имеет свои преимущества и области применения.

Основные неисправности якоря стартера

В процессе эксплуатации якорь электродвигателя стартера может выходить из строя по различным причинам. Наиболее распространенные неисправности якоря:

• Межвитковое замыкание в обмотке
• Обрыв секций обмотки
• Износ или повреждение коллектора
• Нарушение балансировки якоря
• Изгиб или поломка вала

Своевременная диагностика и устранение неисправностей якоря позволяет восстановить работоспособность стартера и продлить срок его службы. В некоторых случаях требуется полная замена якоря.

типы, устройство, принцип работы, параметры, производители

Дмитрий Левкин

• Конструкция электродвигателя
• Принцип работы электродвигателя
• Классификация электродвигателей
• Типы электродвигателей
  • Коллекторные электродвигатели
  • Бесколлекторные электродвигатели
• Специальные электродвигатели

• Основные параметры электродвигателя
  • Момент электродвигателя
  • Мощность электродвигателя
  • Коэффициент полезного действия
  • Номинальная частота вращения
  • Момент инерции ротора
  • Номинальное напряжение
  • Электрическая постоянная времени
  • Механическая характеристика
• Сравнение характеристик электродвигателей
• Области применения электродвигателей
• Производители электродвигателей

В некоторых режимах работы электропривода электродвигатель осуществляет обратное преобразование энергии, то есть работает в режиме электрического генератора.

По виду создаваемого механического движения электродвигатели бывают вращающиеся, линейные и др. Под электродвигателем чаще всего подразумевается вращающий электродвигатель, так как он получил наибольшее применение.

Областью науки и техники изучающей электрические машины является — электромеханика. Принято считать, что ее история начинается с 1821 года, когда был создан первый электродвигатель М.Фарадея.

Основными компонентами вращающегося электродвигателя являются статор и ротор. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.

Стандартная конструкция вращающегося электродвигателя

У большей части электродвигателей ротор располагается внутри статора. Электродвигатели у которых ротор находится снаружи статора называются электродвигателями обращенного типа.

1. Согласно закону Ампера на проводник с током I в магнитном поле будет действовать сила F.

2. Если проводник с током I согнуть в рамку и поместить в магнитное поле, то две стороны рамки, находящиеся под прямым углом к магнитному полю, будут испытывать противоположно направленные силы F

3. Силы, действующие на рамку, создают крутящий момент или момент силы, вращающий ее.

4. Производимые электродвигатели имеют несколько витков на якоре, чтобы обеспечить больший постоянный момент.

5. Магнитное поле может создаваться как магнитами, так и электромагнитами. Электромагнит обычно представляет из себя провод намотанный на сердечник. Таким образом, по закону электромагнитной индукции ток протекающий в рамки будет индуцировать ток в обмотки электромагнита, который в свою очередь будет создавать магнитное поле.

Подробное описание принципа работы электродвигателей разных типов:
• Принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя
• Принцип работы трехфазного асинхронного электродвигателя
• Принцип работы синхронного электродвигателя

Примечание:

1. Указанная категория не представляет отдельный класс электродвигателей, так как устройства, входящие в рассматриваемую категорию (БДПТ, ВРД), являются комбинацией бесколлекторного двигателя, электрического преобразователя (инвертора) и, в некоторых случаях, — датчика положения ротора. В данных устройствах электрический преобразователь, в виду его невысокой сложности и небольших габаритов, обычно интегрирован в электродвигатель.
2. Вентильный двигатель может быть определен как электрический двигатель, имеющий датчик положения ротора, управляющий полупроводниковым преобразователем, осуществляющим согласованную коммутацию обмотки якоря [5].
3. Вентильный электродвигатель постоянного тока — электродвигатель постоянного тока, вентильное коммутирующее устройство которого представляет собой инвертор, управляемый либо по положению ротора, либо по фазе напряжения на обмотки якоря, либо по положению магнитного поля [1].
4. Электродвигатели используемые в БДПТ и ВРД являются двигателями переменного тока, при этом за счет наличия в данных устройствах электрического преобразователя они подключаются к сети постоянного тока.
5. Шаговый двигатель не является отдельным классом двигателя. Конструктивно он представляет из себя СДПМ, СРД или гибридный СРД-ПМ.

Аббревиатура:

Коллекторные электродвигатели

Коллекторная машина — вращающаяся электрическая машина, у которой хотя бы одна из обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, соединена с коллектором [1]. В коллекторном двигателе щеточно-коллекторный узел выполняет функцию датчика положения ротора и переключателя тока в обмотках.

Универсальный электродвигатель

Может работать на переменном и постоянном токе. Широко используется в ручном электроинструменте и в некоторых бытовых приборах (в пылесосах, стиральных машинах и др.). В США и Европе использовался как тяговый электродвигатель. Получил большое распространение благодаря небольшим размерам, относительно низкой цены и легкости управления.

Коллекторный электродвигатель постоянного тока

Электрическая машина, преобразующая электрическую энергию постоянного тока в механическую. Преимуществами электродвигателя постоянного тока являются: высокий пусковой момент, быстродействие, возможность плавного управления частотой вращения, простота устройства и управления. Недостатком двигателя является необходимость обслуживания коллекторно-щеточных узлов и ограниченный срок службы из-за износа коллектора.

Бесколлекторные электродвигатели

У бесколлекторных электродвигателей могут быть контактные кольца с щетками, таким образом не надо путать бесколлекторные и бесщеточные электродвигатели.

Бесщеточная машина — вращающаяся электрическая машина, в которой все электрические связи обмоток, участвующих в основном процессе преобразования энергии, осуществляются без скользящих электрических контактов [1].

Асинхронный электродвигатель

Наиболее распространенный электродвигатель в промышленности. Достоинствами электродвигателя являются: простота конструкции, надежность, низкая себестоимость, высокий срок службы, высокий пусковой момент и перегрузочная способность. Недостатком асинхронного электродвигателя является сложность регулирования частоты вращения.

Cинхронный электродвигатель

Синхронные двигатели обычно используются в задачах, где требуется точное управление скоростью вращения, либо где требуется максимальное значение таких параметров как мощность/объем, КПД и др.

Производство роторов (якорей) для электодвигателей

Уточнить наличие у менеджера

Описание: подвижная часть механизма, на которой расположены другие работающие детали

Типы:

• дисковые
• барабанные
• смешанной конструкции
• сложной конструкции

Виды:

• фазные
• короткозамкнутые
• межопорные
• консольные
• двухконсольные

Применение:

• в технике
• в электротехнике
• в авиации
• в ветроэнергетике
• в судостроении

Материалы для изготовления:

• сталь
• алюминий
• медь

Государственный стандарт:

• ГОСТ 4938-78

 

Чертеж ротора

 

 

Cтандартные характеристики роторов

Наименование параметра и размера	Значение параметра
Диаметр отверстия в столе ротора D, мм	180	254	305 (320, 330, 360)
Номинальная грузоподъемность (нагрузка на стол ротора), т	50	80	125
Крутящий момент на столе ротора, кН·м, не менее	8	12,5	16
Частота вращения стола ротора, с-1 (мин-1), не более	5,0 (300)
Расстояние от оси ротора до оси первого ряда зубьев звездочки L±10, мм	914 (730)		914 (730, 1118)

 

Этапы производства

Получение или разработка ТЗ Мы получаем от Вас техническое задание или помогаем с его разработкой

Компьютерное моделирование Применение современных технологий для получения 3D модели требуемого изделия

Изготовление Непосредственно производство, обработка деталей на станках и вручную

Поставка Упаковка и доставка готовой партии или штучного изделия на Ваш объект

Способы производства

Гибка металла

Вальцовка металла

Сварочные работы

Резка металла

Сверление металла

Слесарные работы

Токарно-фрезерные работы

Собственное производство Мы изготавливаем детали на своем промышленном предприятии, не обращаясь к третьим лицам

Оптимальные цены Наша ценовая политика удивит даже самого придирчивого клиента

Сервис Мы отвечаем за качество наших изделий

Всегда на связи Наши менеджеры ответят Вам в самые короткие сроки

Для заказа и консультации

Отдел продаж (Москва)

+7(499)390-03-33

По России (бесплатно)

8(800)444-11-31

или оставьте заявку

Опишите изделие

Контакты для связи

*Обязательные поля

Фото работ

Что такое якорь электродвигателя?

DeMotor

Электродвигатель

сообщите об этом объявлениисообщите об этом объявлении

Якорь является компонентом, который является частью электрической машины. Этот элемент магнитно связан с индуктором, который является местом, где электродвижущая сила генерируется индукцией. Его еще называют якорем двигателя.

Кинематика. Привод машин: Часть I. Электрический привод, двигатели постоянного тока, двигатели переменного тока, шаговые двигатели и соленоиды

В электротехнике якорем называют токопроводящий провод, в котором индуцируется электрический ток.

Электрические проводники якоря также генерируют переменный ток в машинах постоянного тока. Этот процесс осуществляется благодаря переключателю, с помощью которого можно периодически менять направление тока. Это также можно сделать с помощью электронного переключения.

В первых генераторах и электродвигателях якорь находился в роторе и состоял из катушек, намотанных на кольцо, служившее основанием. Эта система заставляет обмотку генерировать более слабое магнитное поле из-за большего воздушного зазора.

Позже производители заменили их витками или подводящими проводами, которые вставлялись в канавки, чтобы минимизировать расстояние воздушного зазора. В этом случае используется прокладочный материал, покрывающий катушку, чтобы изолировать обмотку от паза.

В настоящее время в двигателях постоянного тока якорем является ротор, а в асинхронных двигателях переменного тока якорем является статор. Эти типы двигателей также называются асинхронными двигателями.

Якорь в электродвигателях

В электрических машинах и двигателях якорь является частью машины, в которой электрическая энергия преобразуется в кинетическую энергию вращения (скорость вращения) посредством электромагнитной индукции.

В электрических машинах, работающих на постоянном токе, якорь — это вращающаяся часть. Вращающаяся часть этих двигателей состоит из барабана, состоящего из пластин кремнезема толщиной 0,5 мм, расположенных одна над другой с рядом канавок снаружи. Внутри этих пазов размещена обмотка двигателя. Электродвижущая сила индуцируется в катушках, когда они вращаются во вращающемся магнитном поле, создаваемом индуктором.

Концы катушек соединены с листами меди, называемыми тонкими. Тонкие линии распределены по периферии изолирующего цилиндра, называемого коллектором. Коллектор отвечает за соединение катушек с внешней электрической цепью через статические угольные щетки, которые трутся о тонкие.

Якорь генератора переменного тока

Якорь генератора переменного тока является неподвижной частью машины. В этом типе двигателя якорь состоит из полого цилиндра из листов кремнистой стали, расположенных друг над другом с канавками внутри для размещения катушек. В этих катушках индуцируется электродвижущая сила, когда индуктор вращается внутри якоря.

На внешней стороне корпуса имеются клеммы для подключения катушек якоря. Эти клеммы предназначены для соединения катушек с внешней цепью, в которую они подают индуцированный ток.

сообщите об этом объявлении

Автор: Ориол Планас — инженер-технолог, специальность механик

Опубликовано: 30 ноября 2017 г.
Последний просмотр: 5 декабря 2021 г.

Содержание

Хотите узнать больше?

Ротор

сообщите об этом объявлении

Статор

Коллектор двигателя

сообщите об этом объявленииMotor · en.demotor.net | Контакты | Карта сайта |

Правила поведения за столом: развитие навыков судебно-медицинской диагностики

Много лет назад принципы действия электричества были неизвестны. Благодаря таланту многих ученых было получено понимание электричества, и теперь это знание стало обычным явлением. Одним из таких блестящих людей был Майкл Фарадей. В 1821 году Фарадей взял свободно висящий провод и окунул его в бассейн с ртутью, в который был погружен постоянный магнит. Затем он пропустил электрический ток через висящий провод, и, к его изумлению, провод вращался вокруг магнита. Хотя это был первый случай, когда электрическая энергия была преобразована в механическую энергию вращения, никакой значимой работы произведено не было. Много лет спустя принцип Фарадея был использован для разработки электродвигателя.

Электродвигатель может быть сконфигурирован как соленоид, шаговый двигатель или вращательная машина. В этой статье рассматривается вращательная машина постоянного тока. Во всех вращательных машинах постоянного тока электродвигатель состоит из шести компонентов: ось, ротор или якорь, статор, коллектор, магниты возбуждения и щетки.

Чтобы понять, как работает электродвигатель постоянного тока (DC), необходимо понять несколько основных принципов. Как и в эксперименте Фарадея, двигатель постоянного тока работает с магнитными полями и электрическим током. Столетия назад было обнаружено, что найденный в Азии камень, называемый магнитным камнем, обладал необычным свойством: он передавал невидимую силу железному предмету, когда камень терся о него. Было обнаружено, что эти магниты выровнены с земной осью север-юг, когда они свободно висят на веревке или плавают на воде, и это свойство помогло ранним исследователям ориентироваться на Земле.

Позже выяснилось, что этот камень был постоянным магнитом с полем, которое имело два противоположных полюса, называемых северным и южным. Магнитные поля, как и электрические заряды, имеют силы, противоположные по своему действию. Электрические заряды бывают положительными или отрицательными, тогда как магнитные поля имеют ориентацию с севера на юг. Когда магнитные поля ориентированы на противоположные или разные полюса, они будут оказывать значительное притяжение друг к другу, а когда они ориентированы на одинаковые или подобные полюса, они будут сильно отталкиваться друг от друга.

Магнитное поле притягивает или воздействует на железный (магнитный) материал. Если частицы железа посыпать на бумажный лист над постоянным магнитом, выравнивание частиц железа отображает магнитное поле, которое показывает, что это поле выходит из одного полюса и входит в другой полюс, при этом силовое поле не прерывается. Как и в случае любого поля (электрического, магнитного или гравитационного), общая величина или эффект поля называется потоком, а толчок, вызывающий формирование потока в пространстве, называется силой. Это магнитное силовое поле состоит из множества силовых линий, каждая из которых начинается с одного полюса и возвращается к другому полюсу (см. рис. 1 на стр. 40).

Современная теория магнетизма утверждает, что магнитное поле создается электрическим зарядом в движении. Когда электрический заряд находится в движении, электроны, вращающиеся вокруг атома, вынуждены выравниваться и равномерно вращаться в одном направлении. Чем больше атомов равномерно вращается в одном направлении, тем сильнее сила магнитного поля. Когда миллиарды атомов имеют орбиты, вращающиеся в одном направлении, и материал способен удерживать орбиты атомов, создается постоянный магнит.

Когда два мощных постоянных магнита перемещаются в непосредственной близости друг от друга, очевидно, что возникает очень реальная сила, которая может обеспечить возможность совершения работы. Для выполнения работы необходимо правильно контролировать соотношение между магнитными полями. Хитрость здесь заключается в том, чтобы управлять магнитными полями не только с помощью постоянного магнита, но и другими средствами. Этого можно добиться, создав магнитное поле с помощью электрического проводника, по которому течет ток.

Почти все электродвигатели используют проводник с током для создания механической работы. Когда ток течет по проводнику и электрический заряд находится в движении, электроны, вращающиеся вокруг атомов, вынуждены выравниваться и равномерно вращаться в одном и том же направлении. Это создает магнитное поле, которое формируется вокруг проводника. Чем больше ток, протекающий через проводник, тем больше атомов вынуждены выстраиваться и вращаться в одном направлении. Это вращательное выравнивание атомов увеличивает силу магнитного поля. Однако, если бы кто-то поместил проводник с током, протекающим по нему, рядом с постоянным магнитом, он был бы разочарован тем, насколько слаба эта сила.

Нужен способ усилить магнитное силовое поле. Это достигается путем взятия проводника и выполнения множества витков или витков для получения обмотки. Преобразование проводника из одиночного изолированного прямого провода в проводник, содержащий множество витков, образующих обмотку, многократно усиливает магнитную силу. Величина усиления магнитного поля зависит от количества витков в обмотке и величины тока, протекающего через проводник.

В этой конфигурации магнитный поток движется через воздух, который является плохим проводником магнитной энергии, что позволяет магнитному потоку распространяться на очень большую площадь. Поэтому сопротивление магнитного поля при движении по воздуху довольно велико. Сопротивление — это мера того, насколько трудно магнитному потоку завершить свою цепь, то есть покинуть один полюс и войти в противоположный полюс. Если магнитный поток поддерживается близко к магниту, он оказывает меньшее сопротивление или противодействие потоку.

Сопротивление подобно тому, как сопротивление показывает, насколько велико сопротивление тока в электрической цепи. В электрической цепи с низким сопротивлением большой ток может проходить по проводнику с минимальным приложенным напряжением. Чтобы уменьшить сопротивление для дальнейшего усиления магнитного поля, в центр обмотки помещают сердечник из мягкого железа. Поскольку железо является ферромагнитным материалом и более плотным, чем воздух, магнитная энергия свободно проходит через железо, таким образом закрывая линии потока, увеличивая плотность потока и уменьшая сопротивление. Это очень важные аспекты двигателя постоянного тока.

Чтобы магнитные поля взаимодействовали друг с другом и производили работу в виде вращения, они должны иметь правильную конфигурацию (см. рис. 2 ниже). В этом базовом примере магнит имеет постоянный тип, а проводник, несущий цепь, сформирован в виде единственного контура, который называется якорем. Ток подается к щеткам от внешнего источника, например, от батареи; одна кисть имеет положительный потенциал, а другая — отрицательный. Ток проходит через отрицательную щетку, которая неподвижна, на одну из шин коммутатора. Коллекторные стержни удерживают двигатель от реверсирования, когда якорь меняет свою полярность с положительной на отрицательную при вращении через магнитный поток.

Эти металлические стержни в виде разъемных колец обычно изготавливаются из меди и превращают переменный ток в якоре в постоянный ток в цепи, пропуская только ток, когда якорь находится в определенном положении (рис. 3, стр. 41). Коллектор напрямую соединен с якорем, поэтому ток течет через обмотку якоря обратно к положительному коммутатору, а затем к стационарной положительной щетке, которая подключена к аккумулятору. Когда ток проходит через якорь, электрический заряд приходит в движение, что создает электромагнитное поле вокруг проводника якоря.

Это магнитное поле якоря взаимодействует со стационарным постоянным магнитным полем точно так же, как возникает очень реальная сила, когда два мощных постоянных магнита перемещаются рядом друг с другом. Эта же сила возникает, когда электромагнитное поле взаимодействует либо с постоянным магнитным полем, либо с другим электромагнитным полем. Эта магнитная сила может производить работу за счет притяжения противоположных полюсов и отталкивания подобных полюсов. Постоянные магнитные поля, создаваемые северным и южным полюсами, пересекают магнитное поле якоря, создавая силу, направленную под прямым углом к ​​постоянному магнитному полю. Так как проводник якоря согнут в петлю, то в каждой из ветвей ток движется в противоположных направлениях. Ток в одном плече петли движется от коммутатора, а ток в другом плече петли движется к коммутатору.

При изменении направления тока в магнитном поле движение силы также изменяется в противоположном направлении. Направление силы находится под прямым углом как к току, так и к плотности магнитного потока. Это означает, что силы на две ножки якоря в постоянном магнитном поле действуют под прямым углом в противоположных направлениях. Одна ножка якоря выталкивается вверх, а другая — вниз. Эти силы, приложенные к якорю, вызывают вращательное действие на якорь. Это вращательное действие, или крутящий момент, вращает якорь в двигателе постоянного тока. В практических применениях двигателя постоянного тока используется не один контур якоря, а несколько контуров. Это позволяет якорю создавать равномерный выходной крутящий момент и обеспечивает самозапуск в любом положении якоря.

Электродвигатели постоянного тока широко используются в автомобильной промышленности для запуска двигателя, перемещения топлива из системы локализации, управления окнами и перемещения сидений, и это лишь несколько примеров. Широкое использование двигателей постоянного тока в транспортных средствах вызывает необходимость проверки их исправности. Осциллограф используется вместе с зажимом усилителя. Поскольку двигатель постоянного тока работает с током, ток покажет рабочее состояние цепи электродвигателя.

Давайте соберем данные с помощью осциллографа, чтобы мы могли проанализировать работу двигателя постоянного тока (рис. 4, стр. 42). В этом примере показана форма сигнала силы тока топливного насоса, в котором для генерации поля используются постоянные магниты. В точке А реле топливного насоса только что получило команду на включение, и ток начинает течь через контур якоря двигателя постоянного тока. Точка B указывает пиковый ток или пусковой ток, достигаемый в цепи, который составляет 14,6 ампер.

Пусковой ток является очень важным моментом, поскольку это единственное место на кривой тока, которое показывает истинный ток в цепи. Это связано с особенностями двигателя постоянного тока. Как только ток проходит через обмотку якоря, магнитное поле приводит якорь в состояние крутящего момента, которое запускает вращение якоря. Индукция в якоре создается, когда вращающаяся обмотка якоря пересекает силовое поле постоянного магнита. Индукция возникает, когда магнитное поле движется по проводнику.

Когда магнитное поле перемещается по обмотке якоря, напряжение, индуцируемое в обмотке якоря, освобождает электроны. Однако, поскольку ток протекает через обмотку якоря, эти свободные электроны препятствуют протеканию тока. Этот индуцированный ток противодействует току, протекающему через обмотку якоря. Например, представьте школьный коридор, битком набитый плечом к плечу, и дети, бегущие по коридору так быстро, как только могут. Теперь представьте, что дети входят в коридор из классных комнат, расположенных сбоку. Дети, покидающие классы, не могут изменить поток детей, уже бегущих по коридору, не увеличивая давление (сопротивление). Так же, как дети, входящие в подъезд, наведенное напряжение (давление) в обмотке якоря создает сопротивление изменению тока, протекающего по цепи якоря. Это сопротивление называется противоэлектродвижущей силой (КЭДС). Когда это происходит в двигателе или генераторе, это называется реактивным сопротивлением.

Чем быстрее магнитное поле перемещается по якорю, тем выше индуктивный ток внутри якоря. Это можно увидеть на форме кривой тока в точке C на рис. 4. Пусковой ток значительно падает по мере увеличения скорости вращения якоря или оборотов в минуту. По мере увеличения оборотов якоря ток в якоре уменьшается до тех пор, пока в точке D не будет достигнута рабочая скорость двигателя, равная в среднем 6 ампер.

Очень важно проверить скорость вращения якоря, отрегулировав временную развертку осциллографа так, чтобы на экране было видно около 20 пиков контура тока якоря. Теперь просматривайте выступы петли арматуры, пока не найдете характерный выступ — тот, который отличается от других. Эта выпуклость будет повторяться каждые семь-девять неровностей, поскольку большинство автомобильных топливных насосов имеют шесть или восемь контуров якоря, поэтому, чтобы вернуться к выпуклости, с которой вы начали, будет добавлена ​​еще одна выпуклость. Возьмите курсоры осциллографа и отметьте два горба подписи; курсоры теперь будут отображать частоту в герцах (Гц). Герц относится к числу полных оборотов, которые якорь делает за одну секунду. Чтобы преобразовать герц в обороты в минуту, умножьте на 60.

Оставаясь на рис. 4, курсор в герцах, равный 96, умножается на 60 секунд, чтобы получить число оборотов в минуту, равное 5760 (96 3 60 5 5760). Большинство автомобильных топливных насосов должны иметь скорость вращения от 5000 до 6000 об/мин. Если топливный насос работает правильно, на кривой тока будет показано потребление тока от 4 до 10 ампер, в зависимости от конструкции двигателя, при частоте вращения насоса от 5000 до 6000 об/мин. Если топливный насос имеет кавитацию, например, при пустом топливном баке, средний ток будет низким, около 2 ампер, а обороты будут высокими, около 8500 об/мин. Если топливный насос заедает, ток будет высоким, а обороты будут низкими.

Важно следить за оборотами якоря, как показано на рис. 5 (тот же топливный насос, что и на рис. 4). На рис. 5 пусковой ток меньше и составляет 9,5 ампер по сравнению с током на рис. 4 (14,6 ампер). Пусковой ток зависит от общего сопротивления цепи и зависит от конструкции двигателя. Обычно, чем выше давление топлива, тем большую работу должен выполнять двигатель постоянного тока. Таким образом, контуры якоря изготовлены из проволоки большего диаметра, что снижает общее сопротивление цепи, что позволяет получить более высокий пусковой ток. Двигатели с более низким давлением топлива обычно имеют пусковой ток около 10 ампер, тогда как двигатели с более высоким давлением топлива обычно имеют пусковой ток около 16 ампер.

Поскольку двигатель постоянного тока на рис. 4 такой же, как на рис. 5, в цепи присутствует сопротивление. Нам нужно проверить скорость вращения двигателя на рис. 5. Показание в герцах равно 73, поэтому частота вращения равна 4380 (73 Гц 3 60 сек = 4380 об/мин). Это ясно показывает, что топливный насос вращается намного медленнее; однако средняя сила тока двигателя при рабочих оборотах отличается всего на 0,4 ампера. Это указывает на то, что проверка среднего тока цепи может не выявить проблему. Также необходимо будет проверить разницу между вершиной токоотвода от контура якоря и низом токоотвода, где щетка переместилась на следующий коллекторный стержень. Это должно быть в пределах около 1 ампера. Нижняя часть кривой тока должна быть резкой и чистой, что указывает на четкую передачу тока по мере того, как щетка перемещается от одного сегмента коммутатора к другому.

Когда двигатель постоянного тока используется в качестве стартера, форму волны тока также можно просмотреть на осциллографе. Для диагностики этой цепи можно использовать многие из тех же принципов, что и для топливного насоса. На рис. 6 на стр. 42 показаны данные стартера на осциллографе. В этом примере пусковой ток составляет 539 ампер, что немного мало; обычно это от 700 до 1500 ампер, в зависимости от конструкции двигателя. Провод большего диаметра обеспечит большую работоспособность, но также будет иметь большие пусковые токи.

Когда на якорь стартера действует крутящий момент, якорь начинает вращаться, что, в свою очередь, приводит во вращение коленчатый вал. Поршни, прикрепленные к коленчатому валу, также начинают движение вверх и вниз. Коленчатый вал нагружается сжатием цилиндра и замедляется на каждом такте сжатия двигателя. По мере замедления якоря стартера индукция также уменьшается, что приводит к увеличению тока. Когда коленчатый вал ускоряется после такта сжатия, якорь также ускоряется, вызывая увеличение индукции, что, в свою очередь, вызывает уменьшение тока.

Каждый из токовых выступов на рис. 6 представляет собой отдельный цилиндр при сжатии. Когда двигатель находится в хорошем состоянии, эти выпуклости, от пика до впадины, не должны отличаться от одного цилиндра к другому более чем на 30-50 ампер. Подозревайте проблему, если изменение силы тока от верхней части текущего горба до нижней точки, где щетка меняет коллекторные стержни, не находится в пределах этого диапазона от 30 до 50 ампер.