Стартовый ток: Пусковой ток. Типы и работа. Применение и особенности

Содержание

Пусковой ток. Типы и работа. Применение и особенности

Пусковой ток – представляет ток, который необходим для запуска электрического или электротехнического устройства. Он больше номинального тока в разы, вследствие чего при подборе оборудования так важно учитывать данный параметр. В качестве примера можно привести ситуацию, когда при разгоне автомобилю нужно на порядок больше топлива, чем при движении на автомагистрали с одинаковой скоростью. Таким же образом электрический двигатель потребляет больше электрического тока при «разгоне».

Подобные явления могут наблюдаться и в ином электрическом оборудовании: электрических магнитах, лампах и так далее. Пусковые процессы в устройствах определяются параметрами рабочих органов: намагниченностью катушки, накаливающейся нитью и тому подобное. Весьма часто производители ограничивают ток пуска при помощи пускового сопротивления.

Типы

Пусковой ток появляется на небольшой период времени, что в большинстве случаев составляет доли секунд. Однако по своему значению он может быть в несколько раз выше номинального значения. Этот параметр также зависит от вида применяемого оборудования. В различных приборах указанные токи могут составлять в 2-9 раз больше номинального.

Для примера можно привести следующее оборудование:

В большинстве случаев производители практически не указывают данный параметр в спецификациях. Поэтому часто приходится довольствоваться ориентировочными параметрами. Измерительные приборы бытового значения выделяются инерционностью, поэтому при помощи них затруднительно измерить кратковременный всплеск тока пуска. Лучше всего уточнить параметр тока пуска у прибора непосредственно у дилера.

Работа

При запуске любого вида электрического двигателя появляется пусковой ток, который может достигать 9 кратного значения от номинального тока. Характеристика тока пуска определяется типом двигателя, присутствием нагрузки на валу двигателя, схемы подключения, скорости вращения и тому подобное.

Ток пуска появляется вследствие того, что в период запуска требуется довольно сильное магнитное поле в обмотке, чтобы перевести ротор из статичного положения и раскрутить его. То есть это ток, который требуется, чтобы запустить электрический двигатель в рабочий режим. Именно поэтому его значение на порядок превышает рабочий ток.

В период включения мотора на обмотках наблюдается малое сопротивление, вследствие чего растет ток при постоянном напряжении. Как только двигатель начинает раскручиваться, то в обмотках появляется индуктивное сопротивление, вследствие чего ток начинает стремиться к номинальному значению.

Принцип действия

Электрические двигатели обширно применяются в разных сферах промышленности. В результате этого знание параметров пусковых характеристик важно для правильного применения электрических приводов. Основными параметрами, которые влияют на ток пуска, являются момент и скольжение на валу.

При подаче тока в обмотки наблюдается рост насыщения сердечника ротора магнитным полем, появлению эдс самоиндукции. В результате растет индукционное сопротивление в цепи. При раскручивании ротора уменьшается степень скольжения. В результате ток пуска с ростом сопротивления уменьшается до рабочего параметра.

Ток пуска важен не только для электродвигателей, но и для источников питания. В частности, это касается аккумуляторных батарей. Параметры тока пуска характеризуют мощность в наивысшем значении, которую аккумулятор может выдавать в течение некоторого времени без значительной просадки напряжения. Ток пуска в большинстве случаев определяется емкостью батареи, в том числе условий климата. Так как при запуске движка летом требуется меньше энергии, чем зимой, то ток пуска при первом варианте будет несколько раз ниже, чем во втором. К примеру, для запуска современной машины аккумулятору в соответствии со стандартами необходимо выдавать ток на уровне 250-300 А минимум в течении 30 секунд.

Применение

Для правильной эксплуатации электрических приводов важно учитывать их пусковые характеристики. Если этого не учитывать и не пытаться нивелировать минусы тока пуска, то возможны неприятные последствия. Так ток пуска может негативно сказываться на другом оборудовании, которое одновременно работает с указанным электродвигателем на одной линии. При больших значениях ток пуска может приводить к падению напряжения сети и даже вызывать поломку оборудования.

Для снижения негативного воздействия подобных процессов, могут применяться специальные приспособления или методы, позволяющие снизить ток пуска:
  • Электродвигатель запускается в холостом режиме. Только потом к нему прикладывают нагрузку, чтобы вывести на рабочий режим. К примеру, этот метод можно использовать для насосов и вентиляционного оборудования, в которых можно выполнять регулирование нагрузки на двигатель.
  • Подключение двигателя по схеме звезда – треугольник.
  • Использование автотрансформаторного запуска. В результате напряжение подается плавно через автотрансформатор.
  • Использование пусковых резисторов либо реакторов, которые позволяют ограничить пусковой ток. Здесь ток, который превышает установленное значение, тратится на выделение тепла на гасящих резисторах.
  • Использование частотных регуляторов позволяет уменьшить ток пуска двигателя. Но такой метод подходит лишь для двигателей мощностью не более 10–30 КВт. Оборудование большей мощности потребует частотных регуляторов, которые стоят очень дорого.
  • Устройства плавного пуска, выполненные на тиристорах. Снижение влияния тока пуска обеспечивается фазовым управлением.
Пусковой ток аккумулятора
  • Если известен пусковой ток своего старого аккумулятора, и хотите поменять его на новое устройство, то важно, чтобы его величина не была ниже. Также не нужно покупать аккумулятор с меньшим параметром электрической емкости.
  • При приобретении аккумулятора необходимо учесть, что параметры тока пуска могут указываться в разных стандартах. Немцы используют DIN, американцы SAE, а европейцы EN. Чтобы не ошибиться, стоит попросить у продавца специальный лист соответствия, который позволит определить ток пуска батареи.
  • Если Вы часто эксплуатируете автомобиль в зимний период, то выбирайте аккумулятор с большим значением тока пуска при прочих равных параметрах. Благодаря этому в морозы Вы сможете без проблем запустить свой автомобиль.
Похожие темы:

Пусковой ток аккумулятора

При выборе аккумулятора нужно учесть несколько важнейших показателей, которые влияют на его мощность и соответствуют конкретной модели автомобиля. Это — габаритные размеры, емкость, полярность. Еще один ключевой показатель — пусковой ток, о котором мы расскажем в данном обзоре.

Распространено мнение, что чем выше пусковой ток аккумулятора, тем лучше. На самом деле это не совсем так.

Определение и важность пускового тока

При всей значимости остальных параметров, важность пускового тока можно выразить в одной фразе: если у него не будет достаточного значения (уровня), то машина попросту не заведется. Особенно — в холода.

Пусковой ток (сокращенно ПТ) АКБ имеет еще одно определение: ток холодной прокрутки. И именно в этом суть. В двигателе, который пребывает в холодном, не прогретом состоянии, вязкость масла на порядок больше. В самый момент запуска автомобиля стартер вынужден расходовать значительное количество энергии. Для приведения в движение маховика с поршнями необходимо подать от АКБ нужную «порцию» электричества.

Соответственно, если уровень тока холодной прокрутки будет не ниже стандарта, то завести машину можно без проблем.

Какие показатели считаются оптимальными

Показатель напряжения корректно работающей батареи практически неизменен, и равен 12 Вольт. И чем значительнее сила тока, тем выше мощность, которую в состоянии достичь двигатель стартера. Но не нужно гнаться за рекордами. Давайте определим, какой ПТ можно назвать оптимальным.

Пусковой ток — это тот максимум силы тока, который в состоянии отдать аккумулятор, причем, именно в минимальный временной интервал.

Так вот: для запуска двигателя легковой машины среднего класса требуется от 250 до 270 Ампер. Это и есть оптимальное значение ПТ.

Одного, универсального показателя тока не существует. Ведь он зависит от нескольких факторов: в каком климате идет эксплуатация, какова мощность автомобиля, какой тип двигателя.

На юге России ПТ не имеет такого значения, поскольку в условиях повышенных температур масло находится в нужном, жидком состоянии. Прямо противоположна ситуация в северных регионах, где из-за холода вязкость масла возрастает в разы, и требуются повышенные усилия для запуска. А следовательно, и больший пусковой ток.

Считается, что при температуре +5 (плюс-минус несколько градусов) ПТ может не превышать 230 Ампер, и даже быть на 10% меньше!

Если же автомобиль нужно завести при минусовой температуре порядка 15 градусов, потребуется уже 270-300 Ампер.

Оптимальные значения пускового тока — по оценкам экспертов

С учетом того, что бензиновые двигатели потребляют меньше, чем дизельные, в которых выше степень сжатия, можно вывести такую закономерность:

Среднее значение для бензиновых — 260 Ампер.

Среднее число для дизельных — порядка 290 Ампер.

Вот почему можно уверенно говорить о том, что цифра в 300 Ампер будет оптимальной для легкового автомобиля! Данных показателей вполне достаточно.

Если говорить о грузовом транспорте, то средние значения вывести сложнее: грузовые машины имеет большой разброс по мощности. Можно назвать цифру порядка 600-800 Ампер.

Стоит ли выбирать АКБ с большим током? 

Существует заблуждение, что чем выше пусковой ток батареи, тем лучше. Те, кто так считает, часто попадаются на маркетинговые «ловушки». Многие производители заинтересованы пиарить АКБ с неоправданно мощными показателями и естественно, высокой ценой.

Так стоит ли вообще брать батареи с ПТ 500 Ампер и выше?

Эксперты отвечают: это не целесообразно!

И для такого заявления есть веские аргументы. Ток свыше 300 Ампер уже является излишеством. Какой смысл покупать батареи с огромным запасом, к тому же переплачивая?

Ну и главное: чем выше пусковой ток, тем меньше проработает батарея. Так как срок службы аккумуляторов с завышенным током меньше, чем со средним!

Подумайте сами: если вы купите АКБ с ненужным запасом ПТ сверх достаточного значения, то никак не используете «излишки», и к тому же будете вынуждены чаще менять батарею! То есть, чаще платить за новую.

Главный вывод: берите АКБ с пусковым током 250-300 Ампер, так как этих показателей более чем достаточно!

Что влияет на показатели пускового тока

Водители нередко считают, что определенной емкости соответствует тот или иной показатель пускового тока. Это не так.

При анализе аккумуляторных батарей с единым значением емкости, которые произведены в разных странах — выявляется такая особенность, как значительное различие в цифрах ПТ. Причем разница может превышать 35%! С чем это связано?

Ответ однозначен: причина различия кроется в применяемых технологиях. Вот список основных нюансов:

1. Увеличенное количество пластин. Если сравнить одинаковые по размеру корпуса, то лучшие показатели по ПТ будут у АКБ с большим числом пластин;

2. Использование чистого (или, по-другому, очищенного) свинца. Если он входит в состав (пусть и традиционных) кислотных батарей, это будет способствовать более быстрой зарядке. Озвученное относится и к разрядке. Следовательно, пусковые показатели будут лучше;

3. Повышенная пористость плюсовых пластин. Это приводит к накапливанию большего заряда;

4. Степень испарения электролита, которая напрямую зависит от уровня герметичности корпуса. Запаянные и герметичные АКБ исключают возможность испарения. Благодаря этому, в батарее сохраняется требуемый уровень, а пластины не оголяются;

5. Разница в количестве залитого электролита.

Отдельно стоит выделить применение инноваций. Если анализировать новейшие технологии, то лидерами по показателю отдачи ПТ будут аккумуляторы GEL и конечно, AGM. В данных АКБ показатели доходят до тысячи ампер в интервале 30 секунд. Это значительно больше (а именно в 3, иногда и в 4 раза) традиционных кислотных аналогов.

Но если смотреть объективно (и учитывать основной вывод нашей статьи), такие показатели нужны только для очень мощных джипов или скоростных премиальных авто с запредельными показателями лошадиных сил. Для средних авто покупка аккумуляторов даже в районе 500 (а тем более выше) Ампер — не имеет смысла: лишние амперы и снижение срока службы АКБ. К тому же, подобные батареи значительно дороже, что не оправдано.

Существует и такое понятие, как увязка со статусом: ведущие производители заявляют о гарантированном качестве (что далеко не всегда соответствует реальности). Зато это всегда сопровождается наценкой за бренд!

Классификация, принятая в мире

В мировой практике можно встретить разные классификации, по которым определяется пусковой ток конкретного аккумулятора. Для удобства разработана система маркировок: обнаружив те или иные буквы, вы сразу поймете, где произведена батарея. К основным классификациям ПТ относятся:

  • В Германии — DIN
  • В США — SAE
  • В странах Европейского союза (за исключением Германии) — EN
  • В России, на Украине и некоторых странах бывшего СССР распространены надписи «стартерный ток», а также «пусковой ток».

Если при покупке новой АКБ на корпусе отсутствуют данные показатели (что чрезвычайно редко), цифры пускового тока должны быть в инструкции/буклете.

Методики замеров пускового тока

Когда происходит снижение напряжения, вырастает потребление Ампер. Это взаимосвязанный процесс, и при методиках (вне зависимости от страны) идет фиксация величины потребления. То есть, имитируется пуск и таким образом замеряется значение пускового тока батареи. Что касается процесса охлаждения, он необходим для моделирования ситуации с низкой температурой и суровыми условиями эксплуатации.

- В европейских странах аккумуляторы охлаждают до значительной величины — минус 18 градусов. Затем их специально разряжают — на это отводится десять секунд. Разрядка допускается до показателя в 7,5 Вольт.

- В Германии охлаждение происходит до той же температуры, но на разрядку отводится в три раза больше: полминуты. Отличается и величина разрядки — до 9 Вольт.

- Точно такие же показатели используют в США, исключение составляет только глубина разряда. Она еще ниже: 7.2 Вольта.

- В России опираются на те же стандарты, что и в Германии: идентичны все показатели.

 

Выбираем аккумулятор: ток холодного пуска – что это за параметр и почему он так важен

Что такое «ток холодного пуска»?

Ток холодного пуска (или, как его еще называют – «ток холодной прокрутки») — это гарантируемый производителем аккумулятора максимальный ток, который охлажденная до -18 градусов новая исправная батарея способна отдать потребителю, под которым имеется в виду, разумеется, стартер. Эта величина всегда присутствует в характеристиках любой автомобильной батареи и на нее надо ориентироваться при покупке.

В мире существует несколько стандартов измерения величины холодного пуска батарей, которые отличаются друг от друга. Европейский, азиатский, американский и еще несколько локальных – российский, немецкий и т.п. И что по одному стандарту – хорошо, по другому – так себе. Для того, чтобы обычному автовладельцу не вникать в особенности стандартов и, тем более – в методики конвертации цифр одного в другой, в подавляющем большинстве случаев используется европейский стандарт – EN. В нем измеряют ток и пишут его на этикетке в том числе и практически все российские производители батарей. Надпись, типа «500 А (EN)» – это как раз тот самый параметр, который нам нужен! Иногда эта цифра изображается на этикетке аккумулятора огромным шрифтом (что заставляет задуматься – соответствует ли он реальности?), иногда – достаточно мелким:

Сколько есть и сколько нужно?

500 ампер, 550, 600 и т.п. – это ток, который может отдать аккумулятор. Ток огромный. Причем, речь идет о приличном (-18 С) морозе – в теплое время года величину тока можно еще и смело увеличивать раза в полтора! Ключевые слова — МОЖЕТ ОТДАТЬ. Но реально батарея отдает столько, сколько БЕРЕТ стартер. А вот сколько он берет?

 Стартеры большинства бензиновых легковых автомобилей потребляют даже в мороз, с учетом загустевшего в картере масла, гораздо меньший ток – не более 300 ампер, а чаще всего – до 200-250. А аккумуляторы этих автомобилей способны отдать 500-600 ампер. У дизельных и многолитровых бензиновых моторов – все пропорционально: и потребляемый стартерами ток выше, и ток холодного пуска батарей. Возникает вопрос — зачем аккумуляторам способность выдавать пусковые токи с таким большим запасом – в два-три раза?

Объясняется все весьма просто. Производитель автомобиля, определяя параметры штатного аккумулятора, учитывает ряд очевидных, но важных моментов. Во-первых, минус 18 градусов, при которых замеряется ток холодного пуска АКБ – это, как мы понимаем, далеко не предел холода. А холод снижает токоотдачу аккумулятора. Если в минус 18 батарея выдаст 500 ампер, то в минус 25 – уже 400 (цифры условные, просто для понимания). От этих четырехсот ампер что-то отнимет неоптимальный уровень заряженности батареи (что повсеместно бывает на машинах, эксплуатирующихся в городских условиях), еще что-то будет потеряно из-за общего уровня износа аккумулятора, если он не новый – зашлакованности, засульфатированности. И вот по факту батарея оказывается способна дать стартеру лишь на самую малость больше того, что ему требуется… Иногда почти впритык. На это и рассчитан такой запас, и никаких «лишних амперов» нет!

Скажем больше – такая характеристика аккумулятора, как максимальный пусковой ток, на самом деле важнее емкости! В мороз нам ценнее умение батареи сделать одну (максимум, пару) попыток отдать стартеру большой ток, а не возможность пять-десять раз выдавать в полтора раза меньший. 

Впрочем, ситуации, в которых именно емкость имеет большее значение – тоже бывают. К примеру, неисправность в системе зарядки, при которой генератор отказывает, и вы едете «на аккумуляторе». Но на деле вопрос холодного пуска – куда актуальнее. Внезапный и непредсказуемый отказ генератора на регулярно обслуживаемой машине – случай все же редкий. А холода длятся полгода… 

Берем с запасом!

Недавно мы рассказывали, почему весьма полезно и совершенно безопасно установить в автомобиль аккумуляторную батарею емкостью больше штатной. Запас по току холодного пуска – еще более полезен. Главным ограничением по батареям в большинстве современных автомобилей являются фиксированные размеры отсека под аккумулятор под капотом, и если при выборе новой батареи для своего авто вы увидите на прилавке магазина несколько моделей в нужной размерности, но с разным током холодной прокрутки, предпочтение (при наличии средств) следует отдать той, у которой максимальный ток выше.

- У аккумуляторов, имеющих одни и те же установочные габариты длины, ширины и высоты, емкость, как правило, различается незначительно, а вот пусковой ток может различаться существенно – говорит Александр Казунин, заведующий аккумуляторной лабораторией автомобильной электроники и электрооборудования ФГУП НИИАЭ:

- У недорогих моделей с жидким электролитом в диапазоне 55-65 ампер-часов ток холодной прокрутки составляет 480-550 Ампер, у дорогих, в которых гораздо более сложная и продвинутся «химия» составов намазки пластин, — 620-650 ампер.

Взглянем на любой из популярных типоразмеров батарей. Ну, скажем, на 242x175x190 мм. Аккумуляторы с такими габаритами стоят на десятках моделей машин самых разных производителей. Придя в магазин, покупатель увидит среди ассортимента батарей в данной размерности некоторый разброс емкости (как правило, от 55 до 65 ампер-часов) и гораздо больший разброс по току холодной прокрутки. Берем распространенную емкость 60 ампер-часов – и пожалуйста, разброс по току холодной прокрутки от 500 ампер до 600! Разница от минимума до максимума – 100 ампер, что, на минуточку, практически близко к потреблению стартера на многих моторах до полутора литров в летнее время!

Предположим, что штатная батарея автомобиля, установленная на заводе, имеет емкость 60 ампер-часов и ток холодного пуска 550 ампер.

Если вопрос экономии денег не стоит остро, то для замены, помимо точно такой же, мы можем приобрести батарею и с более высокими электрическими параметрами. Допустим, перед нами две батареи с той же геометрической размерностью по длине, ширине и высоте, но одна – с повышенной емкостью 65 ампер-часов и пусковым током, как у штатной — 550 ампер, а вторая — с емкостью, как у штатной (60 ампер-часов), но с повышенным пусковым током — 600 ампер. В такой ситуации имеет смысл предпочесть именно второй вариант. Зимой он может вас сильно выручить!

Каков токовый максимум?

Подбирая новый аккумулятор, из двух одинаковых по размеру батарей целесообразно выбрать модель с более высоким током холодной прокрутки. А каков предел этого тока? Может, и эти две – не лучший выбор и стоит поискать еще?

Если говорить о классических свинцово-кислотных батареях с жидким электролитом для массовых легковых автомобилей (без удорожающих технологий AFB и AGM), то максимальный ток холодного пуска, встречающийся среди подавляющего большинства батарей емкостью 55 ампер-часов – 560 ампер. Максимум для батарей 60 ампер-часов – 640 ампер. В категории 65-амперных батарей (это, как правило, предел, который укладывается в габариты аккумуляторных отсеков большинства легковых машин и кроссоверов) на сегодняшний день технологический потолок по току холодной прокрутки дошел до величины в 650-660 ампер. Это отличный показатель – на 5-10% выше он только у AFB и AGM-батарей в тех же размерах и с аналогичной емкостью, которые, впрочем, обычно заметно дороже.

Характерный представитель батарей высшей категории мощности – южнокорейская линейка аккумуляторов CENE от одного из мировых аккумуляторных лидеров, компании JCI Delkor. К примеру, модель CENE 56513 при стандартных габаритах 242x175x190 мм имеет максимальный в классе пусковой ток 650 ампер и одновременно обладает емкостью в 65 ампер-часов (то есть, отлично переносит типичный для городской зимы перманентный недозаряд). Ну и честная гарантия в три года – как вишенка на торте!

CENE 56513 представлена в версиях с прямой и обратной полярностью, и, как и все батареи этого бренда, оснащена удобной рукояткой и индикатором-ареометром. 

Компания DELKOR, выпускающая аккумуляторы CENE, основана в 1985 г. фирмами General Motors и Daewoo. Сегодня она входит в состав Clarios — одного из крупнейших аккумуляторных концернов в мире, и поставляет батареи на конвейеры Toyota, Honda, Nissan, Hyundai и Kia.

!-->!-->!-->

ПУСКОВОЙ ТОК СТАРТЕРА: как измерить и зачем это нужно? - О шинах

Пусковым током стартера автомобиля называется максимальное значение силы тока, который потребляется им во время запуска двигателя. Измеряется в амперах и, в зависимости от рассмотренных в статье факторов, может варьироваться в диапазоне 100-500 А. От чего зависит этот показатель, на что он влияет, как его правильно измерить и уменьшить – простыми и понятными словами рассказано в данном материале.

Базовые понятия

Для начала рассмотрим несколько базовых понятий, чтобы лучше понимать, что такое пусковой ток автомобильного стартера, и не путать эту величину с другими характеристиками.

Автомобильный стартер является ничем иным, как электродвигателем постоянного тока. Это означает, что он выполняет свою работу (крутит коленвал двигателя), потребляя электрическую энергию, накопленную в аккумуляторной батарее. Эта энергия характеризуется несколькими величинами – напряжением, силой тока и мощностью.

Напряжение, при котором работает нагруженный стартер легкового автомобиля, находится в диапазоне примерно 11-13 В. Что значит нагруженный? Если стартер снять с двигателя и подключить к источнику тока без какой-либо нагрузки, то он будет работать и при гораздо меньшем напряжении. Однако будучи установленным на автомобиле, при напряжении менее 11 В он, как правило, не работает. Это хорошо знакомо тем автолюбителям, у которых была изношенная или полностью разряженная АКБ.

Сила тока, который потребляется нагруженным стартером легкового автомобиля, варьируется в диапазоне 100-500 А. Здесь, как и в случае с напряжением, большую роль играет нагрузка. Если стартер подключить к источнику питания отдельно от двигателя, то тока он потреблять будет гораздо меньше. Из этого следует, что чем большая нагрузка на стартер, тем больше тока он будет потреблять.

Мощностью стартера называется величина, которая зависит от напряжения, при котором он работает, и силы тока, который им потребляется в конкретный момент времени. Так, например, если стартер вашего автомобиля при напряжении 12 В потребляет ток силой 150 А, то его мощность в данный момент составляет 12 × 150 = 1800 Вт.

Из этого всего можно вывести следующее, важное для автомобилистов, понятие. Что происходит, когда АКБ изношена или слабо заряжена? А происходит то, что при работе стартера напряжение на ней просаживается, например, до 10,5 В. Это означает, что, если стартер потребляет все те же 150 А, то его мощность при таких условиях уже не 1,8 кВт, а всего лишь 1,5 кВт. Соответственно, он крутит коленвал вяло, либо ему вообще не хватает мощности, чтобы сдвинуть его с места.

Кроме того, чем большая просадка напряжения происходит на клеммах АКБ, тем меньший пусковой ток она способна выдавать. Отсюда следует, что на наш стартер идет уже не 150 А, а вдвое-втрое меньше. Это приводит к резкому уменьшению мощности, которой оказывается недостаточно, чтобы провернуть коленчатый вал двигателя.

Для некоторых автолюбителей будет интересной еще одна характеристика стартера. Она показывает количество энергии, которое он израсходовал, пока запускал двигатель. Измерить ее можно в А*ч (ампер-часах), а как мы помним, именно в этих единицах указывается емкость АКБ. Это означает, что по пусковому току и времени работы стартера мы можем узнать, на сколько сильно он разрядил нашу батарею.

Рассмотрим все тот же стартер. Допустим, во время всей своей работы он, потребляя ток силой 150 А, запустил двигатель с первой попытки, вращая его в течение 5 секунд. Теперь секунды надо перевести в часы, так как нас интересуют именно ампер-часы. 5 секунд – это примерно 0,0014 часов. Соответственно, наш стартер «взял» из батареи 150 × 0,0014 А*ч, то есть примерно 0,21 А*ч. И это при емкости в 50-60 А*ч.

Но здесь следует понимать, что мы рассмотрели упрощенные условия. Так, при больших токах потребления АКБ садится немного больше, чем это можно рассчитать на бумаге. Кроме того, не всегда двигатель запускается с первого раза, и так далее. Из всего этого важно усвоить следующее. Если стартер не смог прокрутиться из-за ослабленной АКБ, то ему, скорее всего, хвалило не А*ч, как думают многие. Ему не хватило пускового тока, так как разряженная или испорченная батарея не в состоянии выдавать такие большие токи.

От чего зависит пусковой ток стартера?

На разных моделях легковых автомобилей пусковой ток стартера может значительно отличаться по своей величине. Разберем, от чего это зависит.

  1. Во-первых, от типа двигателя. Так, чтобы прокрутить на старте дизельный двигатель, требуется на порядок больше мощности, чем для бензинового мотора с таким же объемом. А как мы уже выяснили, чем большей мощности стартер, тем больше тока он потребляет для выполнения своей работы.
  2. Во-вторых, от объема двигателя. Чем он больше, тем тяжелее стартеру его запускать. Соответственно, для этого требуется больше мощности, а значит и пускового тока.
  3. В-третьих, пусковой ток на разных автомобилях зависит и от самого стартера – его модели, мощности и так далее. Все это подбирается производителем, исходя из первых двух факторов, а также ряда других нюансов.

Однако пусковые токи стартера могут отличаться не только на разных автомобилях, но и на абсолютно одинаковых. Более того, на одной и той же машине, например, вашей, при разных условиях пусковой ток может сильно разниться. От чего зависит его сила в этом случае?

В первую очередь, от технического состояния двигателя. Если в нем что-либо подклинивает, тяжело вращается и так далее – стартеру труднее все это сдвигать с места, а потому он будет потреблять больший пусковой ток.

Следующий фактор, влияющий на пусковые токи, это температура окружающей среды. Чем она ниже, тем гуще становится моторное масло, и тем тяжелее стартеру такой двигатель запустить.

Далее идет состояние самого стартера. Например, если в нем изношены или загрязнены втулки, выступающие в роли подшипников трения, вращаться ему тяжелее, и он будет потреблять больший ток.

Еще хуже обстоит ситуация, когда есть короткие замыкания в обмотках стартера. Здесь уже прекрасно показывает себя всем известный закон Ома. При локальных замыканиях электрическое сопротивление обмоток уменьшается, а по закону Ома (при одном и том же напряжении) это приводит к увеличению силы тока. При этом следует понимать, что мощность будет не увеличиваться, а наоборот, уменьшаться, так как используется не весь потенциал электродвигателя.

К аналогичному исходу приводят плохие контакты на клеммах, проводящих тот самый пусковой ток от АКБ к стартеру. Здесь работает все тот же закон. Чем хуже контакт, тем меньше сечение проводника на этом участке. А чем меньше сечение, тем больше электрическое сопротивление. А это значит, что и мощность стартера будет меньшей.

Итого, пусковой ток стартера зависит и от характеристик, и от технического состояния, и от сопротивлений, которые препятствуют его работе. Причем сопротивление может быть как механического характера, так и электрическим.

Зачем надо знать пусковой ток стартера?

В первую очередь для того, чтобы правильно подобрать аккумуляторную батарею, если старую пришло время заменить. Если на этот параметр не обратить внимание, погнавшись за привлекательной ценой или ампер-часами емкости, можно столкнуться с тем, что новая батарея не сможет нормально прокрутить ваш стартер, либо вообще не сдвинет его с места.

Как правило, на всех современных автомобильных аккумуляторных батареях эта характеристика указывается под видом максимального пускового тока. То есть, на первый взгляд, сложностей с выбором возникать не должно. Однако здесь есть несколько нюансов. Рассмотрим их.

  1. Во-первых, надо учитывать, что указанный на корпусе АКБ максимальный пусковой ток она сможет выдавать только в полностью заряженном состоянии. То есть, когда новый аккумулятор однажды окажется по тем или иным причинам разряженным, например, наполовину, то пусковой ток, который она будет способна выдать, уменьшится.
  2. Во-вторых, максимальный пусковой ток, указанный на корпусе, будет неуклонно уменьшаться с каждым днем эксплуатации батареи. Так, если новая и полностью заряженная она будет способна выдавать 400 А (как написано), то через полгода эта характеристика может уменьшиться уже до 300 А, и так далее.
  3. В-третьих, не лишним будет помнить о том, что некоторые производители не стыдятся «немножко» преувеличивать характеристики выпускаемой продукции. Это значит, что при указанных на корпусе 500 А максимальный пусковой ток на самом деле не дотянет до этого показателя. В некоторых случаях измерения показывали, что производитель «преувеличил» этот параметр аж в два раза. К счастью, встречаются такие случаи сегодня редко. Но помнить о них надо. Для проверки истинного максимального пускового тока АКБ есть специальные электронные приборы.

Далее необходимо учитывать, что автомобиль не всегда эксплуатируется при одинаковых условиях и в идеальном техническом состоянии. Это означает, что батарею по пусковому току надо выбирать с запасом – чем больше, тем лучше.

У некоторых автолюбителей присутствует ошибочный страх, что чрезмерно высокий пусковой ток, указанный на батарее, сможет сжечь стартер. Это не так. Стартер никогда не возьмет тока больше, чем ему нужно. Так что, если на АКБ написано, что максимальный ток 600 А, то это не значит, что на стартер пойдет именно такой ток. Нет. Он возьмет только «свои» положенные 150-200 А.

Это что касается выбора батареи. Однако знать пусковой ток вашего стартера полезно и для других целей. В том числе, по повысившемуся энергопотреблению возможно своевременно выявить кое-какие проблемы с машиной. Если ток потребления стартера увеличился, то это может указывать на его износ, засорение, короткие замыкания в обмотках, плохой контакт и другие поломки. Устранив своевременно эти недостатки, вы уменьшите нагрузку и износ аккумуляторной батареи. Соответственно, прослужит она дольше, а двигатель будет запускаться легче даже несмотря на крепкие морозы.

Как измерить пусковой ток стартера?

В первую очередь, не повторяйте ошибку некоторых автолюбителей, которые однажды попытались измерить пусковой ток стартера при помощи мультиметра. Как они поступали. Мультиметр в режиме амперметра подключался в разрыв одной из клемм на АКБ. То есть, клемма снималась, один щуп прикладывался на батарею, второй – на отсоединенный провод. Далее запускался двигатель, но ток стартера таким способом никто не узнал.

А все потому, что мультиметры, которые есть у многих автолюбителей, не рассчитаны на измерение силы тока более 10-20 А. А стартер даже малолитражного автомобиля потребляет не менее 100 А. Соответственно, такой способ измерения всегда будет приводить к одному и тому же исходу – сгоранию мультиметра. Особенно опасны такие эксперименты с дешевыми приборами, у которых амперметр включен в систему без предохранителя.

Эта методика подходит только для измерения тока утечки АКБ, и должна выполняться исключительно при выключенном двигателе.

Для правильного измерения пускового тока стартера потребуется другой измерительный прибор, который называется токовые клещи. На таких девайсах имеются клещи, которые необходимо замкнуть вокруг провода, по которому течет ток, который мы хотим измерить. Когда работает стартер, то одинаковый ток течет что по минусовому, что по плюсовому проводах, отходящих от АКБ.

Измерения проводятся следующим образом. Аккумулятор необходимо предварительно полностью зарядить. Только так стартер сработает на полную мощность, и только так можно будет оценить потребляемый им ток. Далее на один из силовых проводов АКБ устанавливаются токовые клещи, а помощник включает стартер, поворачивая ключ зажигания. Пока стартер работает, по прибору фиксируются максимальные показатели.

Чтобы измерения были более обширными и информативными, их желательно повторить несколько раз, и при разных условиях. При этом, следует помнить, что после каждого запуска двигателя необходимо давать аккумулятору «отдохнуть», иначе показания будут недостоверными. Как правило, таким способом проводится три измерения, а затем выводится среднее арифметическое.

Проводя замеры пусковых токов, помните, что чем больше разряжен АКБ, тем показатели будут меньшими. Также следует учитывать, что прогретый двигатель завести легче, а потому потребляемый стартером ток может сильно отличаться от того, который им потребляется при «холодной прокрутке».

Как уменьшить пусковой ток стартера?

Делать это очень полезно, в первую очередь, для АКБ. Ведь чем меньший ток будет потреблять стартер, тем она прослужит дольше. Также это значительно повысит шансы успешного запуска двигателя в морозы, да еще и при частично разряженной батарее.

Уменьшить пусковой ток стартера можно несколькими способами. Применять их желательно комплексно, и регулярно. Рассмотрим основные.

Для начала необходимо обеспечить нормальный контакт в местах соединения силовых проводов с АКБ и стартером. С контактных площадок и клемм надо удалить окислы и ржавчину, после чего надежно все закрепить на своих местах (если только стартер не будет сниматься для выполнения следующих шагов).

Далее, чтобы уменьшить пусковой ток, надо демонтировать стартер с автомобиля, и разобрать его. Чаще всего здесь «виноваты» бронзовые втулки, которые выполняют роль подшипников скольжения. Если они изношены (есть заметный поперечный люфт ротора), замените их на новые. Если износа нет, то втулки надо тщательно очистить и смазать перед сборкой.

На пусковой ток также оказывают влияние токоведущие щетки и коллектор, к которому они прижимаются. Если на них имеется износ, сколы, царапины, трещины и другие дефекты – это замена. Коллектор необходимо очищать от графитового налета и пыли, которая забивается между его лепестками. Не используйте для этого острые металлические предметы и наждачную бумагу. Коллектор без проблем можно очистить до идеального состояния при помощи спирта и мягкой ветоши.

Для пущей уверенности можно проверить обмотки стартера на предмет коротких замыканий. Чтобы сделать это, понадобится мультиметр, включенный в режим измерения сопротивления. Эту величину можно измерить как на обмотках статора, так и на роторе. В обоих узлах сопротивление одинаковых обмоток должно быть примерно одинаковым. Если есть существенные отклонения или вообще обрыв, то такой стартер эксплуатировать нельзя. Его можно либо заменить, либо попробовать отдать на перемотку.

В завершение напомним, что состояние двигателя тоже влияет на пусковой ток стартера. Потому, если все его узлы поддерживаются в исправности и используется правильное моторное масло, максимальный пусковой ток стартера будет минимальным.
 

Схожий материал

НАБОР ДЛЯ БЫСТРОГО РЕМОНТА БЕСКАМЕРНЫХ ШИН: особенности выбора и применения

7 мифов о хранении автомобильных шин

История шин Sumitomo / Сумитомо

История шин Continental / Континенталь

Мотоциклы Индиан. История одной легенды.

Как исправить провисшую дверь на нерегулируемых петлях

Можно ли поставить аккумулятор большей емкости на автомобиль?

5 способов как узнать расход топлива на 100 км

Алгоритм проверки утечки тока в автомобиле

5 народных средств для чернения резины в домашних условиях

Вольтметр для автомобиля: как подключить и правильно использовать

Пусковой ток стартера: как измерить и зачем это нужно?

7 возможных причин почему ГРЕЕТСЯ КЛЕММА АККУМУЛЯТОРА на автомобиле

5 вариантов КУДА ДЕВАТЬ Б/У АККУМУЛЯТОР от автомобиля

7 возможных причин хронического НЕДОЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА

7 способов повысить НАПРЯЖЕНИЕ БОРТОВОЙ СЕТИ

ДЕСУЛЬФАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРА обычным зарядным устройством

Как определить реальную ЕМКОСТЬ АККУМУЛЯТОРА

Простая проверка системы охлаждения двигателя без разборки

5 способов как проверить термостат системы охлаждения автомобиля

33 совета на что смотреть при покупке автомобиля

7 народных средств для эффективного удаления битумных пятен с автомобиля

Простейшая противоугонка своими руками (две схемы)

Как фотографировать машину для продажи

Как ездить в гололед на машине и не попасть в ДТП

10 проверенных советов как продлить срок службы аккумулятора автомобиля

Как восстановить аккумулятор автомобиля или добить его окончательно

Как выбрать аккумулятор для автомобиля - вредные советы и заблуждения

Как заряжать гелевый аккумулятор - ответы на 5 важных вопросов

7 обязательных правил как заряжать AGM аккумуляторы

20 причин биения и вибрации руля - методика поиска неисправности

Десульфатация автомобильного аккумулятора

Как подключить вольтметр в машине и правильно им пользоваться

Пусковой ток аккумулятора - что это значит, на что влияет и как его проверить

Аккумуляторная батарея для автомобиля имеет ряд важных параметров, которые необходимо учитывать перед покупкой. Самые важные из них: ёмкость, определяющая время работы АКБ, и пусковой ток. Как проверить пусковой ток аккумулятора автомобиля и правильно выбрать батарею? Читайте далее в статье.

Пусковой ток АКБ – что это значит?

Система пуска каждого автомобиля состоит из аккумуляторной батареи, электропроводки, замка зажигания и стартера. При повороте ключа в замке зажигания, происходит соединение силовых проводов, напряжение подаётся на реле, после которого поступает на стартер. Стартер прокручивает коленчатый вал, и автомобиль заводится.

Для работы стартера необходима аккумуляторная батарея, а так как данный элемент является стандартным электродвигателем, то для создания электромагнитного поля статора (неподвижной части) ему потребуется электрический ток.

При прокручивании холодного двигателя нужны большие усилия, соответственно, большее количество тока. Понятие тока, который необходим для качественного прокручивания стартера и последующего запуска двигателя называется пусковым током.

Что такое пусковой ток аккумулятора автомобиля можно понять из простой формулы: P=UI, где P – мощность, U – напряжение АКБ (стандартное напряжение равно 12 В) и I – электрический ток. Зависимость простая: если напряжение остаётся постоянным, то с увеличением мощности должен увеличиваться электрический, в данном случае – пусковой ток.

От чего зависит пусковой ток аккумуляторной батареи


Мы разобрались в понятии пусковой ток аккумулятора и что это значит. Основные параметры АКБ, которые влияют на величину пускового тока: величина свинцовых пластин и площадь каждой из них.

Современные модели АКБ могут быть одинаковыми по ёмкости и по размеру, но иметь разный пусковой ток.

От чего это зависит? От производителя. Например, китайский аккумулятор в данном параметре проигрывает европейскому источнику питания минимум на 30%. Но при этом цена последнего выше.

Причины низкой ёмкости и недостаточного пускового тока:

  • Применение сплавов с низкокачественными добавками, вместо очищенного свинца. Цена на производство таких батарей ниже, но и качество остаётся на таком же уровне.
  • Меньшее количество свинцовых пластин. Например, если европейский производитель вмещает 5 пластин в одну банку аккумулятора, то у китайского получается вместить только 4. При меньшем количестве пластин потребуется больший зарядный ток для восстановления ёмкости такой батареи, а это сократит количество циклов заряд/разряд.
  • Недостаточная герметичность корпуса. Устройство АКБ основано на хорошей герметичности, так как во время эксплуатации автомобиль может выдавать слишком большой зарядный ток, что приведёт к закипанию электролита и его потери даже через незначительные щели.
  • Больший внутренний объём. Достигается сокращением толщины стенок корпуса. При увеличении внутреннего объёма увеличивается количество электролита, необходимого для правильной работы батареи.

Единственный выход не попасть на изделие с низкими пусковыми параметрами – покупать аккумуляторную батарею от известных европейских производителей. Стоимость таких АКБ выше, но цена пропорционально сроку эксплуатации, и каждый производитель предоставляет длительный гарантийный срок.

Методы проверки пускового тока

Теперь необходимо узнать, как проверить пусковой ток аккумулятора. Данный параметр необходимо проверять при покупке новой аккумуляторной батареи. Самостоятельная проверка пускового тока не даст высокой точности. Для профессионального и точного замера требуется дорогое оборудование.

Как измерять пусковой ток АКБ с помощью приборов и другими «народными» методами:

  • Проверка с помощью нагрузочной вилки. Нагрузочная вилка – это портативный измерительный прибор аккумуляторщика, который состоит из вольтметра и добавочного сопротивления. При подключении к аккумулятору, нагрузочная вилка заменяет собой нагрузку бортовой сети автомобиля.

Важно! Нагрузочная вилка покажет состояние батареи и степень её заряда. Но если батарея исправна, это означает, что она отдаёт необходимый пусковой ток на прокручивание стартера.

  • Проверка с помощью токоизмерительных клещей. Электротехнические клещи – это недорогой и доступный прибор, который используют многие электрики. Существуют универсальные измерительные приборы, помимо силы тока, измеряющие напряжение и сопротивление. Клещи специально созданы для измерения силы тока, поэтому большой ампераж не выведет прибор из строя.
  • Простой дедовский метод советует подключить автомобильный аккумулятор к бортовой электросети машины и включить, например, ближний свет. Стандартная нагрузка не должна быстро разрядить АКБ. В течение 5-10 минут, свет ламп ближнего света должен оставаться ярким. Такой метод не даст точной гарантии, но поможет определить серьёзную неисправность сразу и не купить бракованный товар.
  • Проверка «на слух». Во время такой проверки АКБ надо установить на автомобиль и произвести запуск стартера. Среднее время запуска двигателя (при исправной топливной системе) составляет 2-3 секунды. Если запуск происходит в течение 10-15 секунд, и параметры аккумулятора подходят к данному типу автомобилей, то АКБ неисправен, или его пускового тока недостаточно.

Как проверяют пусковой ток на заводах? Перед запуском аккумуляторной батареи в масштабное производство, производитель должен убедиться в соответствии всех параметров АКБ. Для этого батарею помещают в температуру окружающей среды не более 18 градусов на несколько часов, и запускают двигатель с подходящими параметрами. При запуске проводится измерение пускового тока нового аккумулятора.

Совет! Не пытайтесь замерить пусковой ток во время прокручивания стартера с помощью режима измерения силы тока на мультиметре. Данный измерительный прибор не рассчитан на большие токи и подобное измерение приведёт только к его порче.

Если запуск прошёл успешно (среднее время не должно превышать 30 секунд), то можно начинать массовое производство такой аккумуляторной батареи. Если же двигатель не запустился, то конструкция АКБ требует изменений и доработок.

Что будет, если установить АКБ с большим пусковым током


Некоторые автовладельцы и высококвалифицированные «эксперты» считают, что аккумуляторная батарея с большой ёмкостью и соответствующим пусковым током может стать причиной выхода из строя электрической бортовой сети. В основном такое мнение бытует в среде неграмотных владельцев транспортных средств.

Важно! Даже если установить на легковой автомобиль хороший АКБ с большого грузовика, например, с КрАЗа, то при запуске стартер будет потреблять только тот электрический ток, который ему необходим для проворачивания коленчатого вала двигателя, и не больше.

Основной причиной, по которой на автомобили не устанавливают батареи повышенной ёмкости, является недостаток свободного места в подкапотном пространстве. Производители различных марок автомобилей не решаются увеличивать штатные места для аккумуляторов, так как это напрямую повлияет на размер кузова. Увеличение габаритов повлечёт за собой и больший вес машины, что плохо скажется на её проходных характеристиках.

Аккумуляторы повышенной ёмкости часто используют если штатный аккумулятор полностью разряжен. Например, на станциях технического обслуживания или в сервисных центрах. Аккумулятор на 180 ампер/часов удобно переносить, его можно поставить на пол, а клеммы соединить специальными проводами с «крокодилами» с системой пуска автомобиля.

Что будет если установить АКБ с меньшим пусковым током

Относительно АКБ с повышенной ёмкостью и установкой таковых на автомобиль стало более понятно. Но что будет, если на штатный пусковой узел поставить аккумуляторную батарею с меньшим пусковым током?

Многие владельцы автомобилей совершают серьёзную ошибку, приобретая аккумуляторную батарею с пониженной ёмкостью. На такой шаг идут из-за меньшей цены, но последствия могут быть не очень приятными. Если АКБ не рассчитан на тот пусковой ток, который необходим для запуска автомобиля, то стартер не будет вращаться с требуемой скоростью. Не достигнув определённого числа оборотов, двигатель не запуститься.

Следует помнить, что обозначение ёмкости АКБ всегда расположено на корпусе с лицевой стороны.

Аккумуляторный ток при пониженной ёмкости может запустить автомобиль, но только если вокруг плюсовая температура, и для этого понадобится длительное время держать ключ в замке зажигания повёрнутым. Как известно из технической литературы, продолжительное вращение стартера приводит к резкому сокращению его долговечности.

Как подобрать АКБ с правильным пусковым током для автомобиля

При покупке новой аккумуляторной батареи можно просто посмотреть параметры старой. Но это не означает, что ранее на автомобиль был установлен должный аккумулятор. Поэтому лучше потратить немного времени и рассчитать пусковой ток для модели своей машины.

Основные параметры, от которых зависит величина пускового тока:

  • Рабочий объём двигателя. Чем больше объём ДВС – тем большей ёмкости необходим аккумулятор. Также важен и тип двигателя: для запуска дизельного двигателя нужен больший пусковой ток чем для бензинового.
  • Электронное управление топливной системой. Например, карбюраторные модели расходуют заряд батареи только на стартер при пуске, а инжекторным машинам необходимо отдавать заряд на работу электронной системы управления.
  • Температура окружающей среды. Очень важный параметр, так как пропорционально падению температуры уменьшается и пусковой ток аккумуляторной батареи. Но влиять температура может не только на АКБ, но и на масло в двигателе, делая его более густым. Густое масло тяжелее разогнать по системе, соответственно, усложняется вращение коленчатого вала и стартера.
  • Модель и тип стартера. Современным моделям стартеров требуется куда меньшая сила тока для запуска двигателя, чем изделиям, установленным в старых автомобилях. Более продуктивные конструкции и использование современных сплавов при изготовлении обмоток позволило сделать стартер меньше и мощнее.

Конечно, не всегда владелец автомобиля знает в каких температурных условиях будет эксплуатироваться его транспортное средство, поэтому ёмкость АКБ следует выбирать с небольшим запасом.

Также надо избавляться от привычки производить запуск двигателя с включённым светом или магнитолой. Это приводит только к дополнительной трате заряда батареи, вследствие чего уменьшится пусковой ток.

Простая таблица подскажет автовладельцам, какой АКБ лучше установить на своё транспортное средство:

Рабочий объём двигателя 1-1,6 литра 1,3-1,9 литра 1,4-2,3 литра 1,6-3,2 литра 1,9-4,5 литра 3,8-10,9 литра 7,2-12 литра 7,5-17 литра
Ёмкость аккумуляторной батареи 55

А/ч

60

А/ч

66

А/ч

77

А/ч

90

А/ч

140

А/ч

190

А/ч

200

А/ч

Таблица оптимальных показателей


Для упрощения жизни автомобилистов давно была разработана универсальная таблица основных показателей аккумуляторных батарей, среди которых есть количество возможных пусков холодного двигателя.

Пусковой ток аккумулятора и другие характеристики АКБ для автомобиля, таблица общепринятых стандартов:

DIN 43559, ГОСТ 599 – 91 EN 60095 – 1, ГОСТ 599 – 2002 SAE J537
170 280 300
220 330 350
255 360 400
255 420 450
280 480 500
310 520 550
335 540 600
365 600 650
395 640 700
420 680 750

Заключение

Из статьи вы узнали на что и как влияет пусковой ток аккумулятора автомобиля, а также порядок выбора АКБ с подходящей для своего автомобиля ёмкостью. Система пуска – один из самых важных элементов любого автомобиля, который требует постоянного контроля и технического обслуживания. Качественное и своевременное техническое обслуживание – гарант быстрого запуска двигателя в любую погоду.

Пусковой и/или стартовый ток?

    

    03.11.2018г. Правительство РФ внесло несколько изменений в постановление от 10.11.2017г. №1356 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения». В частности, изменения были внесены в п.27: «Пусковой ток светильников на этапе 2 (с 1 января 2020г.) не должен быть более пятикратного рабочего тока источника питания». При этом в документе отсутствует четкое определение понятия «пусковой ток», как, впрочем и во всей  нормативной документации, и ничего не сказано о его длительности.
      Так как же производителю светильников соблюдать требования этого важнейшего документа, если термины не определены и величины не нормируются? В этой статье  мы постараемся помочь производителю светотехники найти  выход: что же делать в данной ситуации, чтобы не нарушить постановление, участвуя в государственных тендерах. Но сначала попробуем разобраться в сути, что же такое пусковой ток, как во всем мире его измеряют и как с ним «сражаются» именитые производители блоков питания?
      Амплитуда и длительность пускового тока (Inrush current) всеми известными мировыми производителями блоков питания для светодиодных светильников (MOONS’ Mean Well, Inventronics, Helvar, OSRAM Opto Semiconductors, Philips и др.) измеряются в соответствии с требованиями мирового стандарта NEMA-410-2015 (Performance Testing for Lighting Controls and Switching Devices with Electronic Drivers and Discharge Ballasts). 
Одним из важных предназначений данного стандарта является предотвращение частых срабатываний коммутационной аппаратуры, искрений и перегрева кабелей – основных предпосылок возникновения пожаров и человеческих жертв на объектах. Документ определяет параметры коммутационной аппаратуры (реле, выключатели, автоматические выключатели, нестойкие к импульсам полупроводниковые устройства коммутации и т.п.). Величина пускового тока и его длительность влияют на выбор типа автоматического выключателя и другой коммутационной аппаратуры. 
Пусковой ток в электронных блоках питания (БП) – это самый первый импульс тока, возникающий сразу после включения БП в питающую сеть. Амплитуда такого тока зачастую в десятки раз превышает рабочий ток (nominal current), что связано с «нулевым сопротивлением» входных емкостей в момент включения БП, являющихся элементами фильтра ЭМС/ЭМИ. Пусковой ток может иметь различную длительность – от нескольких микросекунд до сотен микросекунд, а значение его может в десятки раз превышать рабочий ток. Форма пускового тока показана на рис.1.


Рис.1. Форма пускового тока

Самая большая сложность измерения максимального значения амплитуды  пускового тока связана с тем, что необходимо обеспечить включение БП строго в момент времени, когда  напряжение питающей сети достигает своего максимального значения (амплитуды). В сертифицированных лабораториях для этого используется дорогостоящее оборудование, например, электронный генератор сети переменного тока (рис.2) Programmable AC Electronic Load 63800, к которому подключается блок питания или светильник через эквивалент питающей сети ~ 450 мОм 800 мкГн.


Рис.2. Programmable AC Electronic Load 63800

Для того чтобы измерить основные характеристики пускового тока (амплитуду  длительность при 10 и 50 %), необходимо зафиксировать осциллограмму входного тока, синхронизировав ее  с амплитудой входного напряжения. Типовые значения амплитуды пускового тока составляют более 20А, а длительность в среднем 150-400 мкс. 
      Итак, мы узнали, как во всем мире измеряется пусковой ток. Поскольку стандарт NEMA-410 является общепризнанным в мире, логично было бы его менять также в России, тем самым сделав в нашей стране оборудование более конкурентоспособным на мировом рынке. 
Но вернемся к нашему постановлению, а именно «Пусковой ток светильников на этапе 2 (с 1 января 2020г.) не должен быть более пятикратного рабочего тока источника питания».  К сожалению, блоков питания для уличного освещения с такими требованиями у известных иностранных производителей мы еще не встречали! И это вполне объяснимо, поскольку во всех качественных блоках питания, особенно для уличных и промышленных светильников: 
• Применяется двухкаскадная схема, что повышает их надежность и устойчивость к помехам в сетях питания, а также улучшает электрические характеристики (КПД и КМ), необходимые для повышения энергоэффективности продукции; 
• Во входном каскаде в цепи активного корректора мощности применяется накопительный  конденсатор  большой емкости, который также является и накопителем энергии импульсов повышенной мощности, дополнительно защищая компоненты БП от повреждения, тем самым увеличивая надежность светильника в целом. 

Что же делать? Остановить производство и закрывать компанию?

      Рассмотрим, что теоретически и практически можно сделать для выхода из сложившейся ситуации. Чего точно нельзя делать – придумывать «новое» определение и методику измерения пускового тока, внеся их в нормативную базу и «подгоняя» под постановление, так как это вызовет негативную реакцию от производителей радиоэлектронной аппаратуры, не связанных со светотехникой и привыкших определять пусковой ток так, как их учили в техническом вузе и как это, собственно, описано в NEMA-410-2015.
Маловероятные варианты, но наилучшие для рынка:
1. Полностью аннулировать п.27, как невыполнимый на сегодня, исходя из текущих достижений мировой электронной промышленности и здравого смысла. Определить в нормативной базе термин «пусковой ток» в соответствии с общепризнанным стандартом NEMA-410-2015.
2. Ввести в нормативную базу термин «стартовый ток» (см. ниже), затем в новом постановлении правительства заменить п.27 «пусковой ток» на «стартовый ток». Тогда проблема исчезнет, как, впрочем, и смысл в этом требовании, поскольку найти  БП, не соответствующий данному нормативу, крайне сложно! Затем также ввести в нормативную базу термин «пусковой ток», определив его в соответствии с общепризнанным стандартом NEMA-410-2015. 
Но если все же придется «бороться» с пусковым током, то сегодня реальны следующие варианты: 
1. РОПТ – реле ограничения пусковых токов. Устанавливается в герметичный отсек светильника вместе с БП. Такие устройства выпускаются достаточно давно (рис.3).


Рис.3. Внутренняя схема РОПТ и подключение к нему нагрузки

Работает такое устройство по следующему принципу: при включении питания ограничения пускового тока осуществляется за счет термистора с очень высоким сопротивлением, который через 300-500 мс после включения замыкается с помощью реле, и тем самым исключается длительная тепловая потеря мощности на термисторе. 
Недостатки такой схемы: 
• Амплитуда пускового тока будет уже не такая высокая, но все же превысит пятикратное значение;
• Узкий диапазон входного напряжения – так как реле при низком входном напряжении может не включиться, или при повышенном напряжении может сгореть управляющая обмотка; 
• Провалы напряжения в питающей сети будут приводить к постоянному включению-выключению светильника, так как реле будет срабатывать.
2. Усовершенствованный РОПТ – решение с запитыванием от 12В. А не от питающей фазы управляющей обмотки реле, позволяющее убрать почти все недостатки решения, описанного выше. При этом не требуется использовать дополнительный БП, необходимо просто иметь штатный светодиодный драйвер с выходом 12В (драйвер со входом диммирования, трехпроводное управление). Поскольку БП включается  через 300-500 мс после подсоединения к питающей сети, то соответственно, и напряжение 12В на его выходе появится с задержкой 300-500 мс.  Тем самым обеспечивается задержка включения реле, замыкающего термистор. На рис.4 показан пример схемы соединения РОПТ с блоком питания компании MOONS’.
Рис.4. БП MOONS’ записывает РОПТ

3. Включение при переходе через ноль – такие устройства работают по принципу включения нагрузки (БП, подключенный к устройству) только при нулевом напряжении питания (при «нуле синусоиды») то есть когда пусковой ток будет гарантированно минимален. Такое выключение осуществляется за счет встроенного в устройство симистора – полупроводникового элемента, который является при этом и самым слабозащищенным  от внешних помех по сети питания элементом устройства. Если симистор выйдет из строя, то и светильник перестанет работать, поэтому для его защиты подобные приборы  надо обязательно встраивать SPD (surge protection device) – устройство защиты от перенапряжений с варисторами и грозоразрядниками, а также фильтр ЭМС. Не менее важно и то, чтобы данное  защитное устройство работало по принципу проходного устройства – то есть фаза и нейтраль, а не только фаза, должны проходить через него насквозь к БП,  в противном случае при ошибке подключения фазы и нейтрали или аварии на линии питания высока вероятность выхода из строя светильника. Всеми указанными характеристиками обладает устройство SPD-230_OVP от компании MOONS’ (рис.5).

Рис.5. Устройство защиты MOONS’SPD-230_OVP

Также в устройстве предусмотрена функция защиты от перенапряжения 380В, благодаря которой светильник выключается и не выйдет из строя в течение минимум 2ч, как показано на рис.6. 

Рис.6. Гистерезис включения БП, подключенного к SPD-230_OVP

4. Вариант «борьбы» с пусковым током – путем  изменения методики его измерения. Пожалуй, это самый простой и дешевый вариант решения существующей проблемы. Дело в том,  что определение «пусковой ток» и методика его измерения в российской нормативной базе, как мы уже выяснили, не описаны, но мы  можем сами определять, какой именно ток в нашем светильнике «пусковой». То есть мы можем в качестве пускового указать  значение тока не в момент включения БП в питающую сеть, а через  300-800 мс. Этот ток правильно называется «стартовый», но еще раз повторим, нам никто не запрещает назвать его применительно к нашем у изделию «пусковым». Итак, необходимо сделать следующее: 
• Обратиться за русифицированным описанием, например, БП MOONS’ к компании «Планар» или другого известного производителя к его дилеру, в котором указан новый термин – «стартовый» ток (start current) –  как импульс тока, возникающий через 300- 800 мс после включения в сеть 220 В (переходный процесс). Природа его возникновения принципиально отличается от пускового тока по методике NEMA-410-2015 и связана с выходом всех компонентов БП в рабочий режим. Амплитуда стартового тока, в отличие от пускового тока, имеет незначительное превышение от рабочего тока – не более чем в 1,5-2 раза;
• Указать в паспорте своего светильника пусковой ток, значение которого следует взять из графы «Стартовый ток» из описания БП MOONS’, а также указать общее количество блоков питания (светильников), подключаемых к различным типам автоматических выключателей, которое есть в описании на БП. Если же вы хотите провести измерения стартового тока для светильника в целом, то предлагаем использовать методику, описанную ниже.

Методика измерения стартового тока

1. Подключить блок питания через токовый шунт 0,5 см Ом (мощностью 1Вт для блоков питания мощностью 320Вт) к питающей сети напряжения 220/230В 50Гц
2. Подключить осциллограф с двумя каналами (с гальванической изоляцией измерительных каналов от питающей сети) к входу блока питания, чтобы наблюдать форму входного тока относительно формы входного напряжения. 
3. Зафиксировать осциллограмму (режим работы «Триггер») и измерять амплитуду стартового тока - импульс тока, следующий после пускового тока ориентировочно через 300-800 мс и характеризующий включение БП, как выделено красным кругом на рис.7. 

Рис.7. Стартовый ток
Каким путем пойти, решать вам. Мы лишь предложили возможные варианты выхода из сложившейся ситуации, в которой оказались российские производители светодиодного освещения из-за внесения в постановление некорректных изменений.

Источник
Журнал «Полупроводниковая светотехника» 3/2020
© «СИТИ Эксклюзив», 2020

Пусковой ток греющего кабеля: расчет и особенности

Пусковой (стартовый) ток – это максимальный ток, возникающий в момент подачи питания на систему. Этот параметр необходимо учитывать при проектировании, а точнее - при расчете максимальной длины отрезков кабеля.

От чего зависит стартовый ток

  • Температуры включения. Чем ниже температура окружающей среды, при которой происходит включение системы обогрева, тем выше пусковой ток и тем больше стартовая мощность.
  • Длины нагревательного кабеля. Чем больше длина секции, тем больше СТ системы. Для резистивного кабеля он определяется внутренним удельным сопротивлением Ом/м нагревательной жилы и рассчитывается, и контролируется при изготовлении секции на заводе. Саморегулируемый нагревательный кабель можно условно представить как множество параллельных резистеров (сопротивлений), подключенных к одному источнику питания. Сопротивление будет уменьшаться при увеличении длины линии, и, соответственно, увеличится пусковой ток.

От чего зависит величина стартового тока

  1. Мощности греющего кабеля. Чем больше удельная мощность кабеля (Вт/м), тем больше СТ.

  2. Особенности конструкции нагревательного кабеля. Резистивный греющий кабель из-за особенности конструкции имеет небольшой СТ, который на несколько процентов превышает рабочее значение тока.

    Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой СТ, который может увеличиваться в 1.5 -5 и более раз от своего рабочего значения. Причина - использование в конструкции проводящей матрицы с PTC-коэффициентом, меняющей свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

    В «холодном» состоянии кабель имеет небольшое сопротивление, которое к тому же зависит от температуры окружающей среды. При подаче питания на кабель, он начинает разогреваться, его сопротивление начинает расти, ток в цепи питания уменьшается. Коэффициент стартового тока зависит от компонентного состава и применяемых технологий при производстве матрицы кабеля.

    У каждой марки нагревательного кабеля своя величина стартового тока. Производители редко указывают эту информацию в технических характеристиках. Этот параметр является условной величиной и при различных условиях один и тот же кабель может иметь разное значение СТ. Аналогично производители саморегулирующегося кабеля не нормируют его удельное сопротивление Ом/м.

График зависимости СТ кабеля Samreg-40-2CR* от температуры окружающей среды

*график построен на основе испытаний

Пиковая нагрузка приходится на первые 3-30 секунд после включения, в этот момент СТ может превышать номинальное значение в 2-5 раз. Примерно через 5-10 минут происходит полная стабилизация и выход греющего кабеля на номинальную мощность.

Расчет пускового тока греющего кабеля

Грубо рассчитать максимальный пусковой ток нагревательной секции можно исходя из общей длины греющего кабеля в системе и его удельной мощности.

Пример расчета максимального стартового тока греющего кабеля

Имеется секция саморегулирующегося кабеля удельной мощностью 30 Вт/м и длиной 50 м. Номинальная мощность секции при температуре +10°С составляет Pном=30Вт/м*50м=1500Вт. Это мощность уже разогретой секции. Если на кабель в «холодном» состоянии подать питание, то его мощность будет в несколько раз выше номинального значения. Для расчетов мы принимаем коэффициент стартового тока равный 2.5-3 для кабелей марки Samreg и Alphatrace. Коэффициент определен в ходе экспериментов с кабелем данных марок, а также изучения их физических и электротехнических свойств. У греющих кабелей иных производителей данный коэффициент может отличаться как в большую, так и меньшую сторону.

Тогда, стартовая (пусковая) мощность в нашем примере равна Pпуск=3хPном=4500Вт, пусковой ток Iпуск=4500/220=20,45 А.

По найденному значению СТ осуществляется выбор автоматических и дифференциальных выключателей для защиты нагревательной секции, а также тип и сечение силового питающего кабеля. Для секции, приведенной в примере, необходим дифференциальный автомат на номинальный ток Iном=25А с дифференциальным током Iут=30мА

Способы уменьшения стартового тока

Большая величина СТ является нежелательной для питающей сети, так как приходится использовать автоматы с большим номинальным током. Кроме того, подбирается силовой кабель увеличенного сечения.

Существует несколько способов снижения СТ системы:

Последовательное подключение

Последовательное подключение к питающей сети нагревательных секций, которое обеспечивается с помощью установки реле выдержки времени. Это устройство применимо в системе, состоящей из нескольких линий (нагревательных секций). Оно позволяет включать каждую линию с определенным временным интервалом (обычно около 5 минут). При данном способе подключения ток в нагревательной секции уменьшится до рабочего (номинального значения) через 5 минут после подачи питания. После этого можно осуществлять включение следующей линии. Таким образом, суммарный СТ всей системы обогрева равен:

Iсумм.пуск=Iном1+Iном2+…+Iпуск.n,

где Iном1, Iном2… - номинальные токи нагревательных секций соответственно 1ой, 2ой и т.д.

Iпуск.n – СТ секции, которая включается в сеть последней.

Чем больше секций включается по такой схеме (т.е. чем больше ступеней включения), тем больше пусковой ток будет стремиться к номинальному току для данной системы. Так, если по такой схеме включить хотя бы 3 группы (одна группа включается напрямую, 2 другие через реле времени через 5 и 10 минут соответственно) при условии равномерного распределения мощностей по группам, то пусковой ток можно снизить почти на 50%.

Пример принципиальной схемы шкафа управления с реле времени
Видео применения реле времени для последовательного включения линий обогрева

Устройство плавного пуска

Устройство в течение всего времени холодного запуска системы (порядка 10-12 минут) поддерживает значение тока на уровне не выше номинального. В этом случае можно использовать силовые и дифавтоматы, рассчитанные на номинальный ток секции. Кроме того, не придется применять питающий кабель с увеличенным сечением. Принцип работы устройства подробно описан в паспорте.

Паспорт устройства плавного спуска ICEFREE-PP.pdf

Согласно максимальной стартовой мощности подбирается также силовой кабель подходящего сечения.

Подбор сечения силового кабеля для системы обогрева

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с медными жилами

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с алюминиевыми жилами

Неправильный расчет СТ приводит к выходу из строя системы защиты и управления, что может стать причиной аварийных ситуаций на обогреваемом объекте.

Проблемы из-за неправильного расчета пускового тока

Наиболее частые проблемы, возникающие по причине неправильного расчета пускового тока и в соответствии с этим неправильного выбора оборудования:

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств при включении системы обогрева из «холодного» состояния. Фактически автоматы защиты нагревательных секций выключатся в первые 10-100 секунд после подачи на них питания. Автомат отключается по перегрузке, срабатывает его тепловой расцепитель. Автомат может работать некоторое время в режиме перегрузки, но ввиду затяжного характера процесса снижения СТ, его запаса не хватает. Для устранения этой проблемы приходится выбирать автомат на большее значение номинального тока.

Данная проблема может быть не выявлена на этапе тестирования или запуска системы, так как максимальный пусковой ток увеличивается при понижении температуры окружающей среды. Если систему тестировали до наступления минимальных температур ошибка возникнет только при включении системы в холодное время года (например, в мороз).

Перегрев силового кабеля

Перегрев силового кабеля возникает по причине неправильного подбора его сечения. Из-за большой длительности пускового процесса греющего кабеля высокое значение СТ нагревает жилы силового кабеля. При этом кабель может расплавиться, возникнуть короткое замыкание и даже пожар на объекте обогрева.

Максимальная длина греющего кабеля

Подробнее

Внимание!

При расчетах системы обогрева необходимо помнить, что в первую очередь максимальный стартовый ток зависит от длины секции кабеля.

Превышение допустимой длины приводит не только к увеличению СТ, но и к преждевременному износу системы.

Проверил: Евгений Щипунов

Главный инженер ООО «СКО Альфа-проджект»

Примеры электрообогрева

Греющий кабель Samreg

Саморегулирующийся кабель SAMREG 16-2
  • Линейная мощность: 16 Вт/м.п.
  • Назначение: трубопровод
  • Страна производства: Южная Корея
  • Экран: без экрана
  • Тип: саморегулирующийся
  • Вид: низкотемпературный

Цена производителя

Саморегулирующийся кабель SAMREG 24-2CR
  • Линейная мощность: 24 Вт/м.п.
  • Назначение: трубопровод / резервуар
  • Страна производства: Южная Корея
  • Экран: оплетка из луженой медной проволоки
  • Тип: саморегулирующийся
  • Вид: низкотемпературный

Цена производителя

Саморегулирующийся кабель SAMREG 40-2CR
  • Линейная мощность: 40 Вт/м.п.
  • Назначение: трубопровод / резервуар / кровля
  • Страна производства: Южная Корея
  • Экран: оплетка из луженой медной проволоки
  • Тип: саморегулирующийся
  • Вид: низкотемпературный

Цена производителя

В раздел

Другие статьи на тему

Видео про шкафы управления

Комментарии

Комментарии для сайта Cackle

Разница между током заторможенного ротора и пусковым током

Ток заторможенного ротора и пусковой ток асинхронного двигателя на первый взгляд кажутся одинаковыми, но это не так. Это два разных термина, имеющих разное значение и значение. В этом посте мы обсудим разницу между током блокировки и пусковым током асинхронного двигателя.

Ток заторможенного ротора - это в основном ток, потребляемый двигателем при его номинальном напряжении, когда его ротор остается неподвижным или, другими словами, ротор не вращается или не вращается.Итак, когда мы запускаем двигатель, его ротор уже находится в состоянии покоя. Это означает, что пусковой ток и ток заторможенного ротора должны быть одинаковыми. Не правда ли? Нет, это не так. Как?

Смотрите, двигатель можно запустить одним из различных способов пуска. Если двигатель запускается методом прямого подключения (DOL), то напряжение, приложенное к его клеммам, будет номинальным напряжением двигателя. Поскольку во время пуска ротор находится в состоянии покоя, а напряжение равно номинальному, пусковой ток будет равен току заторможенного ротора.Но если любой другой метод запуска, а именно. При использовании «звезда-треугольник» / плавного пуска двигатель будет запускаться при более низком напряжении (ниже номинального), следовательно, пусковой ток будет меньше тока заторможенного ротора.

Еще одно важное различие между ними заключается в том, что заблокированный ротор может быть в любой момент во время работы двигателя. Например, рассмотрим двигатель, нормально работающий при номинальной нагрузке. Внезапное увеличение нагрузки сверх номинального значения приведет к увеличению тока двигателя и, следовательно, к увеличению крутящего момента двигателя.Но если требуемый крутящий момент нагрузки превышает крутящий момент двигателя, ток двигателя будет еще больше увеличиваться, чтобы увеличить его крутящий момент, и достигнет максимума (равного крутящему моменту отрыва). Если по-прежнему требуемый крутящий момент нагрузки больше, чем крутящий момент отрыва, скорость двигателя снизится до нуля. Это случай заблокированного ротора. Существуют различные другие причины, такие как заклинивание подшипника двигателя, заклинивание нагрузки, однофазное переключение двигателя и т. Д.

Таким образом, ток заблокированного ротора может потребляться в любое время в зависимости от того, когда ротор остановлен или остановлен, в то время как пусковой ток снимается только во время пуска двигателя.

Ток заторможенного ротора не должен сохраняться в течение длительного времени, иначе это может привести к повреждению изоляции из-за перегрева или может привести к разрыву статора / ротора.

Способы пуска для ограничения пускового тока и крутящего момента двигателя постоянного тока

Пуск двигателя постоянного тока

Пуск двигателя постоянного тока несколько отличается от пуска всех других типов электродвигателей. Это различие объясняется тем фактом, что двигатель постоянного тока, в отличие от двигателей других типов, имеет очень высокий пусковой ток, который может повредить внутреннюю цепь двигателя постоянного тока, если не ограничен некоторым ограниченным значением.Это ограничение пускового тока двигателя постоянного тока осуществляется с помощью стартера. Таким образом, отличительной особенностью методов пуска двигателя постоянного тока является то, что это облегчается с помощью стартера. Или, скорее, устройство, содержащее переменное сопротивление, подключенное последовательно к обмотке якоря, чтобы ограничить пусковой ток двигателя постоянного тока до желаемого оптимального значения с учетом аспекта безопасности двигателя.
Теперь сразу возникает вопрос , почему двигатель постоянного тока имеет такой высокий пусковой ток?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим основное уравнение рабочего напряжения двигателя постоянного тока, которое определяется как,

Где, E - напряжение питания, I a - ток якоря, R a - сопротивление якоря.А обратную ЭДС дает E b .
Теперь обратная ЭДС в случае двигателя постоянного тока очень похожа на генерируемую ЭДС генератора постоянного тока, поскольку она создается вращательным движением токопроводящего проводника якоря в присутствии поля. Эта противо-ЭДС двигателя постоянного тока задается

и играет важную роль в случае запуска двигателя постоянного тока .
Из этого уравнения видно, что E b прямо пропорционально скорости N двигателя.

Теперь, поскольку при запуске N = 0, E b также равно нулю, и в этом случае уравнение напряжения изменяется на



Для всех практических методов достижения оптимальной работы двигателя сопротивление якоря остается очень маленьким. обычно порядка 0,5 Ом при минимальном напряжении питания 220 вольт. Даже в этих условиях пусковой ток I a достигает 220 / 0,5 А = 440 А.
Такой высокий пусковой ток двигателя постоянного тока создает две основные проблемы.

  1. Во-первых, ток порядка 400 А может сразу же вызвать повреждение внутренней цепи обмотки якоря двигателя постоянного тока.
  2. Во-вторых, поскольку уравнение крутящего момента двигателя постоянного тока задается формулой
  3. Очень высокий электромагнитный пусковой момент двигателя постоянного тока создается за счет высокого пускового тока, который может создавать огромную центробежную силу, способную летать. с обмотки ротора из пазов.

Способы пуска двигателя постоянного тока

Как прямое следствие двух вышеупомянутых фактов, т.е. высокого пускового тока и высокого пускового момента двигателя постоянного тока, вся система двигателя может подвергнуться полному беспорядку и привести к инженерной резне. -функциональность. Чтобы предотвратить такое происшествие, было принято несколько методов пуска двигателя постоянного тока . Основным принципом этого является добавление внешнего электрического сопротивления R ext к обмотке якоря, чтобы увеличить эффективное сопротивление до R a + R ext , тем самым ограничивая ток якоря до номинального значения.Новое значение пускового тока якоря желательно низкое и равно.

Теперь, когда двигатель продолжает вращаться и набирать скорость, противо-ЭДС последовательно развивается и увеличивается, противодействуя напряжению питания, что приводит к снижению сетевого рабочего напряжения. Таким образом, теперь,

В этот момент для поддержания тока якоря на его номинальном значении R ext постепенно уменьшается, пока не станет равным нулю, когда создаваемая обратная ЭДС достигает максимума. Это регулирование внешнего электрического сопротивления в случае пуска двигателя постоянного тока облегчается с помощью стартера.
Стартеры могут быть нескольких типов и требуют подробного объяснения и некоторого сложного понимания уровня. Но вкратце основные типы пускателей, используемых сегодня в промышленности, можно проиллюстрировать следующим образом: -

3-х точечный пускатель

и 4-х точечный пускатель используются для пуска двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой и двигателя постоянного тока с комбинированной обмоткой. Пускатель двигателя постоянного тока с последовательной обмоткой, использующий катушку отключения нагрузки.


Все они играют очень важную роль в ограничении пускового тока двигателя постоянного тока для правильного запуска и работы двигателя постоянного тока и подробно описаны в соответствующих подзаголовках.

Почему пусковой ток асинхронного двигателя очень высок по сравнению с рабочим состоянием.

Пусковой ток асинхронного двигателя слишком высок - мы знаем эту концепцию и используем ее в приложениях. Но почему этот бросок тока происходит только при запуске асинхронного двигателя, а почему не в рабочем состоянии. Было бы хорошо узнать это.

При запуске - цепь статора не ограничена цепью ротора

Нам известен принцип работы асинхронного двигателя.Переменный ток подается на статор, и в процессе индукции переменный ток индуцируется в роторе, который становится электромагнитом. Затем ротор вращается за счет магнитного притяжения между ротором и статором. Фактически, вращающийся магнитный поток в статоре тянет или притягивает ротор для непрерывного вращения, точно так же, как лошадь, тянущая свою тележку, здесь лошадь вращает магнитный поток статора, а тележка - это сам ротор ... Таким образом, нет прямой проводимости к ротору .

Асинхронный двигатель похож на многофазный трансформатор - причина высокого пускового тока

Таким образом, асинхронный двигатель похож на трансформатор, где первичная обмотка - статор, а вторичная - ротор.Теперь мы знаем концепцию трансформатора, согласно которой первичный и вторичный ток взаимосвязаны. Вторичный ток сдерживает превышение номинала первичной обмотки. Таким образом, в исходном состоянии во вторичной обмотке недостаточно тока, поэтому не хватает ограничения первичного тока. Таким образом, первичный ток сильно увеличивается. Вот почему хорошо известно: «Вторичная обмотка трансформатора тока не должна быть разомкнута во время работы».

Асинхронный двигатель действует как электрический трансформатор, поэтому имеется высокий пусковой ток

Таким образом, в пусковых условиях сопротивление статора относительно низкое по сравнению с реактивным сопротивлением.Это приводит к высокому пусковому току, но в рабочем состоянии вторичная цепь, которая является цепью ротора, обеспечивает некоторые ограничения, увеличивающие сопротивление статора, которые поддерживают низкий ток в рабочем состоянии в асинхронном двигателе.

Сравнение крутящего момента асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Дополнительная литература

Какой ток требуется при запуске двигателя с частотно-регулируемым приводом / инвертором?

Когда двигатель переменного тока запускается «через линию», для запуска двигателя и нагрузки требуется в семь-восемь раз больше тока полной нагрузки.Этот ток сгибает обмотки двигателя и выделяет тепло, которое со временем сокращает срок службы двигателя. Привод переменного тока с регулируемой скоростью запускает двигатель при нулевой частоте и напряжении. По мере «увеличения» частоты и напряжения он «намагничивает» обмотки двигателя, на что обычно уходит от 50 до 70% тока полной нагрузки двигателя. Дополнительный ток выше этого уровня зависит также от подключенной нагрузки, скорости ускорения и ускоряемой скорости. Существенно сниженный пусковой ток продлевает срок службы двигателя переменного тока по сравнению с пуском от сети.Окупаемость клиента заключается в меньшем износе двигателя (перемотка двигателя) и увеличении срока службы двигателя.

Пуск двигателя переменного тока через линию и последующая потребность в токе полной нагрузки, в семь-восемь раз превышающем ток двигателя, создают огромные потери в системе распределения энергии, подключенной к двигателю. Обычно напряжение питания проседает, а его амплитуда зависит от размера двигателя и мощности распределительной системы. Эти провалы напряжения могут привести к отключению чувствительного оборудования, подключенного к той же распределительной системе, из-за низкого напряжения.Такие предметы, как компьютеры, датчики, бесконтактные переключатели и контакторы, чувствительны к напряжению и могут выпасть при подключении к большой линии электродвигателя переменного тока, запущенной поблизости. Использование привода переменного тока с регулируемой скоростью устраняет этот провал напряжения, поскольку двигатель запускается при нулевом напряжении и разгоняется.

Более низкая потребляемая мощность при запуске: если мощность пропорциональна току, умноженному на напряжение, тогда мощность, необходимая для запуска двигателя переменного тока через линию, значительно выше, чем у привода переменного тока с регулируемой скоростью. Это верно только при запуске, поскольку мощность для запуска двигателя под нагрузкой будет одинаковой, независимо от того, будет ли это фиксированная скорость или переменная скорость.Проблема в том, что некоторые системы распределения работают на пределе своих возможностей, и факторы спроса накладываются на промышленных потребителей, которые взимают с них плату за скачки мощности, которые могут ограбить других клиентов или облагать налогом систему распределения в периоды пиковой нагрузки. Эти факторы спроса не будут проблемой для привода переменного тока с регулируемой скоростью.

Это означает, что при использовании приводов с регулируемой скоростью при нормальных условиях пуска будет использоваться только номинальный ток полной нагрузки двигателя переменного тока.

Quantum Controls предлагает в аренду приводы с регулируемой скоростью от 5 компаний.5 кВт - 1,5 мВт, поэтому, если у вас возникла проблема с приложением, потребляющим слишком много тока при запуске, почему бы не нанять привод с регулируемой скоростью от Quantum, чтобы доказать, что он решит проблему, прежде чем совершать покупку. Отправьте запрос на [адрес электронной почты]

Способ пуска | КСБ

Двигатели с короткозамкнутым ротором, используемые для центробежных насосов (см. Асинхронный двигатель), имеют высокие пусковые токи.
Для двигателей мощностью менее 4 кВт используются методы прямого пуска и плавного пуска, тогда как методы «звезда-треугольник», автотрансформатор, устройства плавного пуска и преобразователи частоты предпочтительны для двигателей с номинальной мощностью выше 4 кВт.

Прямой пуск

При прямом пуске три соединения обмотки двигателя с самого начала соединены треугольником. Это означает, что на остановленный двигатель немедленно подается полное сетевое напряжение, т.е. весь пусковой крутящий момент доступен с самого начала. Рабочая скорость будет достигнута за очень короткий промежуток времени.

Этот метод пуска является наиболее благоприятным для двигателя, даже если пусковой ток увеличивается в 8 раз по сравнению с номинальным током.Поскольку это может создать повышенную нагрузку на сеть электропитания, когда задействованы более крупные двигатели, и вызвать провалы напряжения на соседних устройствах, важно соблюдать положения, принятые энергоснабжающими компаниями, для прямого запуска двигателей с номинальной мощностью выше 5,5 кВт в общественных местах. низковольтная сеть (400 В).

На практике двигатели мощностью до 7,5 кВт также запускаются напрямую. См. Рис.1 Способ пуска

Инжир.1 Метод пуска: Клеммная колодка трехфазного асинхронного двигателя: согласование напряжения питания путем выбора конфигурации с помощью перемычек

Пуск со звезды на треугольник

Пуск со звезды на треугольник используется для привода машин с высоким моментом инерции и ограничения пускового тока асинхронного двигателя, подключенного по схеме треугольник.
Для пуска со звезды на треугольник обмотка якоря сначала подключается к сети питания по схеме звезды, и в этой конфигурации двигатель разгоняется до скорости.При переключении теоретически требуется только дельта-ток, который соответствует текущей скорости вращения.

В результате пусковой ток уменьшается на 1/3 по сравнению с прямым пуском по схеме треугольника. То же самое относится и к крутящему моменту. См. Рис. 2, 4 Способ пуска

Рис.2 Метод пуска: Кривая пуска для тока I и крутящего момента T двигателей с короткозамкнутым ротором в конфигурации звезда-треугольник (Y = конфигурация звезды; ∆ = конфигурация треугольника; P = насос) Инжир.4 Метод пуска: Кривая пуска для тока I и крутящего момента T для герметизированных двигателей (обозначения как на рис. 1)

Пуск со звезды на треугольник может использоваться только для трехфазных двигателей, соединения обмоток которых не подключены внутри, а отдельно выведены наружу. Соединение по схеме «треугольник» может быть установлено только после того, как машина наберет нужную скорость, чтобы было достигнуто целевое снижение пускового или пускового тока. Крутящий момент, создаваемый звездообразной конфигурацией, должен быть достаточным для разгона ведомой машины примерно до ее номинальной скорости.Переключение со звезды на треугольник может производиться вручную или автоматически.

На практике конфигурация звезда-треугольник включает схему контактора, которая позволяет переключать соединения обмотки двигателя между внешними проводниками и нейтралью. Оба состояния переключения заблокированы в работе. Автоматическое переключение возможно при использовании дополнительных реле управления. См. Рис. 3 Способ пуска

Инжир.3 Метод пуска: конфигурация звезда-треугольник с контакторами; упрощенная схема без устройств управления и безопасности

Переключение конфигурации со звезды на треугольник вызовет пики тока и крутящего момента, которые увеличивают механическую нагрузку на соединенные компоненты. Очень плавный запуск и остановка могут быть достигнуты только с помощью электронных решений, таких как устройство плавного пуска или преобразователь частоты.

Автотрансформатор

Автотрансформатор обычно находит применение в двигателях большой мощности для облегчения запуска.С этой целью он снижает напряжение (и, следовательно, пусковой ток), подаваемое на электрические асинхронные двигатели. Коэффициент трансформации трансформатора дополнительно уменьшает этот ток на квадрат уменьшения. Автотрансформаторы являются наиболее часто используемым типом пускового трансформатора по причинам стоимости.

Уменьшить пусковой ток асинхронного двигателя

Во время переходного процесса, связанного с ускорением машины переменного тока, запущенной как индуктивная нагрузка, от источника потребляется ток, который может в несколько раз превышать номинальную полную нагрузку обмотки машины.Чтобы справиться с этим током, защитное устройство (например, автоматический выключатель), расположенное на стыке распределительной шины и фидера с вращающейся нагрузкой, должно иметь мгновенную настройку и короткую настройку времени, которые будут адекватно защищать оборудование, расположенное ниже по потоку, но также предотвратят ложное срабатывание. во время переходного процесса ускорения.

Проводник (и), используемый для переноса тока от защитного устройства к вращающейся нагрузке, обычно находится в пределах своих пределов, если их размер соответствует местным электрическим нормам.В Северной Америке и Европе (и, возможно, в других местах) кабель должен иметь возможность постоянно выдерживать ток, превышающий номинальный ток нагрузки - обычно это означает номинальную допустимую нагрузку 1,25x.

Обмотка статора двигателя и обмотка ротора спроектированы таким образом, чтобы выдерживать пусковой ток без чрезмерного теплового напряжения, при условии, что действительно имеет место вращение (т. Е. Двигатель не останавливается).

Все соединительные соединения - болтовые заделки, гофрированные соединения, паяные или сварные соединения и т. Д. - также должны быть рассчитаны на полный номинальный ток, соответствующий фактической допустимой нагрузке кабеля.Дополнительный нагрев, возникающий в результате сильноточного переходного процесса, не будет оказывать неблагоприятного воздействия на соединение в течение длительного времени, пока двигатель действительно вращается.

Некоторые методы, используемые для уменьшения пускового тока короткозамкнутого асинхронного двигателя:

  1. Плавный пуск (контроль напряжения)
  2. Преобразователи частоты (управление напряжением и частотой)
  3. Звезда / треугольник с пуском
  4. Полное сопротивление и / или сопротивление статора, начиная с
  5. Автотрансформатор Пусковой

Дополнительная техника для асинхронных двигателей с фазным ротором (контактные кольца):

  1. Сопротивление ротора пусковое

Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с прямым онлайн-запуском, и некоторые из факторов, которые необходимо учитывать при выборе метода запуска:

  1. Механические нагрузки, приложенные к двигателю
  2. Требования к скорости, крутящему моменту и торможению
  3. Механические характеристики двигателя, включая его механическую нагрузку
  4. Электрические характеристики двигателя, включая его номинальный форм-фактор, если вы используете частотно-регулируемый привод или устройство плавного пуска.
  5. Скоростные / крутящие характеристики нагрузки и двигателя
  6. Кабели и электрические системы, питающие двигатель
  7. Затраты на стартовые методы, поскольку они значительно различаются между методами.

Вам нужно будет много прочитать об асинхронных двигателях и методах запуска, поскольку необходимо учитывать множество факторов. Это лишь некоторые из них.

В чем разница между пусковым током и пиковым током?

В чем разница между пусковым током и пиковым током?

Хотя пусковой ток имеет пиковое значение, термин «пусковой ток» обычно используется для описания тока, который требуется для подачи питания на устройство или изделие с питанием от переменного тока при первой подаче на него напряжения и мощности.Это особенно верно для индуктивных нагрузок, таких как трансформаторы, индукторы и электродвигатели. Это также относится к источникам питания переменного / постоянного тока, в которых используется простой входной каскад выпрямителя / конденсатора. Эти начальные токи могут резко увеличиваться и быть немного выше нормального рабочего тока или так называемого «установившегося» тока. Пример пускового тока электродвигателя показан на рисунке 1. Он показывает, что пиковый ток для первого полупериода близок к 30 ампер, а затем уменьшается в течение последующих полупериодов по мере того, как двигатель раскручивается.

Другой пример пускового тока - это входной каскад переменного / постоянного тока, в котором используется выпрямитель, конденсаторная цепь, где конденсатор необходимо зарядить до его номинального напряжения, как показано на рисунке 2. В обоих случаях очевидно, что пусковой ток значительно больше, чем ток в установившемся режиме.

Пиковый ток с другой стороны применяется ко всем переменным токам, как пусковым, так и установившимся. Форма волны переменного тока имеет среднеквадратичное значение, представляющее эффективный или эквивалентный постоянный ток, но также имеет пиковое значение, как положительные, так и отрицательные пики, когда ток достигает максимального и минимального значения в течение каждого цикла.Абсолютное соотношение между среднеквадратичным значением и пиковым значением называется пик-фактором (CF). Для синусоидального тока, встречающегося с резистивной нагрузкой, пик-фактор будет квадратным корнем из 2 или ~ 1,4142 к 1. Этот пик-фактор или отношение показано на рисунке 3.

Другие формы волн имеют разные пик-факторы, как показано в Таблице 1 ниже для некоторых типичных других форм волн переменного тока.

Почему это важно?

При использовании источника питания переменного тока для определения необходимого пускового тока для тестируемого устройства важно отметить, что источник переменного тока должен обеспечивать значительно больший ток в течение короткого периода времени, чем требуется для работы устройства в условиях испытание в устойчивом состоянии.В случае двигателей и индукторов пусковой ток может в 10–30 раз превышать номинальный ток. Для тороидальных индукторов это значение может быть до 50 раз больше номинального.

Ограничение тока источника может быть как в отношении номинального действующего тока, так и номинального пикового тока. Для двигателей и индукторных нагрузок пик-фактор пускового тока составляет всего 1,414, поэтому, если источник может поддерживать среднеквадратичный ток, будет поддерживаться и пиковое значение. Для входного оборудования с выпрямленным переменным током пик-фактор тока обычно намного выше 1.414, до 2 или 3 к 1, поэтому следует учитывать не только номинальное значение RMS, но и номинальный пиковый ток. Большинство доступных источников питания переменного тока будут поддерживать пик-факторы тока от 2,5 до 4 при максимальном среднеквадратичном выходном токе.

Эффекты ограничения тока

Если источник не может обеспечить требуемый пусковой ток, его все равно можно использовать для тестирования нормальной работы, но требуемый пусковой ток не может быть определен, так как источник питания перейдет к пределу тока - среднеквадратичному или пиковому, или обоим - и ограничит напряжение при этом.Это означает, что тестируемое устройство обычно по-прежнему запускается или включается, но не так быстро, как при работе от сети.

Искажение напряжения источника переменного тока

Высокие пиковые токи и искаженные формы волны тока также влияют на искажения источника питания переменного тока, поскольку они работают против выходного импеданса источника питания. Чем ниже выходное сопротивление источника питания, тем меньше будет этот эффект. На рисунке 4 показано влияние сильно искаженного тока на искажение выходного напряжения.Когда ток достигает своего пика в верхней части формы волны напряжения, напряжение понижается, что приводит к появлению некоторого плоского максимума.

Чтобы смягчить этот эффект, на некоторых моделях источников переменного тока может быть предложена функция программируемого выходного импеданса, которая позволяет уменьшить выходное сопротивление. См. Сообщение в нашем блоге экспертов под названием «Что такое Prog Z для источника питания переменного тока и почему это важно» по адресу https://pacificpower.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *