Haga usted mismo un cargador de 12 V. Cargador de arranque

Arrancar un motor de combustión interna (ICE) en la estación fría es un gran problema. Además, en verano, cuando la batería se agota, esta es una tarea bastante difícil. La causa es la batería. Su capacidad depende de la vida útil y la viscosidad del electrolito. La condición o consistencia del electrolito depende de la temperatura ambiente.

A bajas temperaturas, se espesa y las reacciones químicas necesarias para alimentar el motor de arranque se ralentizan (la corriente disminuye). Las baterías suelen fallar en invierno, ya que al coche le cuesta mucho arrancar y se consume más corriente que en verano. Para solucionar este problema se utilizan cargadores de arranque de automóviles (ROD).

Clasificación de cargadores de arranque.

A pesar de funciones similares para arrancar motores de combustión interna, las ROM existen en varios tipos en términos de diseño y mecanismo.

Tipos de ROM:

• transformador;
• batería;
• condensador;
• pulsado.

También hay modelos de fábrica, entre los que es necesario elegir ROM que se inicien sin batería y funcionen de manera estable incluso en heladas severas.

La salida de cada uno de ellos produce una corriente de un valor determinado y un voltaje (U) de 12 o 24 V (según el modelo del dispositivo).

Las ROM de Transformer son las más populares debido a su confiabilidad y reparabilidad. Sin embargo, entre otros tipos hay modelos dignos.

El principio de funcionamiento de las ROM de transformadores es muy sencillo. El transformador convierte la red U en una variable reducida, que se rectifica mediante un puente de diodos. Después del puente de diodos, la corriente continua con componentes de amplitud pulsante se filtra mediante un filtro de condensador. Después del filtro, la corriente nominal se aumenta utilizando varios tipos de amplificadores hechos de transistores, tiristores y otros elementos. Las principales ventajas de la ROM tipo transformador son las siguientes:

• fiabilidad;
• Alto Voltaje;
• arrancar el coche si la batería está "agotada";
• dispositivo sencillo;
• regulación de los valores U y la intensidad de la corriente (I).

Las desventajas son sus dimensiones y peso. Si no puede comprar uno, entonces debe armar un cargador de arranque para el automóvil con sus propias manos. El tipo de transformador tiene un dispositivo bastante simple (esquema 1).

Esquema 1: dispositivo de arranque casero para un automóvil.

Para hacer un cargador de arranque con sus propias manos, cuyo circuito incluye un transformador y un rectificador, debe buscar componentes de radio o comprarlos en una tienda especializada. Requisitos básicos para un transformador:

• potencia (P): 1,3-1,6 kW;
• U = 12−24 V (según vehículo);
• corriente del devanado II: 100−200 A (el motor de arranque consume aproximadamente 100 A al girar el cigüeñal);
• Área (S) del circuito magnético: 37 m2. cm;
• Diámetros de alambre de los devanados I y II: 2 y 10 m2. milímetros;
• el número de vueltas del devanado II se selecciona durante el cálculo.

Los diodos se seleccionan según la literatura de referencia. Deben estar diseñados para I grande y U inversa > 50 V (D161-D250).

Si no es posible encontrar un transformador potente, entonces el circuito de un dispositivo de arranque y carga de automóvil simple tendrá que complicarse agregando una etapa amplificadora usando un tiristor y transistores (esquema 2).

Esquema 2: arranque y carga con sus propias manos con un amplificador de potencia.

El principio de funcionamiento de una ROM con amplificador es bastante sencillo. Debe estar conectado a los terminales de la batería. Si la carga de la batería es normal, entonces U no proviene de la ROM. Sin embargo, si la batería está descargada, la unión del tiristor se abre y la ROM alimenta el equipo eléctrico. Si U aumenta a 12/24 V, entonces los tiristores se cierran (el dispositivo se apaga). Hay dos tipos de ROM de transformadores de tiristores:

• onda completa;
• acera.

Con un circuito de fabricación de onda completa, debe elegir un tiristor de aproximadamente 80 A, y con un circuito puente, de 160 A y más. Los diodos deben seleccionarse teniendo en cuenta una corriente de 100 a 200 A. El transistor KT3107 se puede sustituir por un KT361 u otro análogo de las mismas características (puede ser más potente). Las resistencias ubicadas en el circuito de control de tiristores deben tener una potencia de al menos 1 W.

Las ROM de tipo batería se denominan refuerzos y representan baterías portátiles que funcionan según el principio de una unidad de carga portátil. Son domésticos y profesionales. La principal diferencia es la cantidad de baterías integradas. Los domésticos tienen capacidad suficiente para arrancar un coche con la batería agotada. Sólo puede alimentar una unidad de equipo. Los profesionales tienen una gran capacidad y sirven para arrancar no un coche, sino varios.

Los condensadores tienen un diseño muy complejo y, por lo tanto, no es rentable fabricarlos usted mismo. La parte principal del circuito es el bloque de condensadores. Estos modelos son caros, pero son ROM portátiles, capaces de arrancar el motor de arranque incluso con la batería "agotada". El uso frecuente hace que la batería se desgaste muy rápidamente si es nueva. Los más populares entre todos los modelos fueron Berkut (Figura 1) con corrientes de arranque de 300, 360, 820 A. El principio de funcionamiento del dispositivo es descargar rápidamente la unidad del condensador y este tiempo es suficiente para arrancar el motor de combustión interna.

Si compara la ROM de la batería y el condensador, debe tener en cuenta las características de uso en una situación específica. Por ejemplo, cuando se viaja por la ciudad, el tipo de batería es adecuado. En el caso de que se produzcan viajes largos, conviene elegir un tipo de ROM autónoma, concretamente un condensador.

Dispositivos basados ​​en fuentes de alimentación conmutadas.

Otra opción es una ROM de tipo pulso (esquema 3). Este dispositivo es capaz de generar corrientes de hasta 100 amperios o más (dependiendo de la base elemental). La ROM es una fuente de alimentación conmutada con un oscilador maestro en el chip IR2153, cuya salida se realiza en forma de un repetidor normal basado en el BD139/140 o su análogo. La fuente de alimentación conmutada (en adelante UPS) utiliza potentes interruptores de transistores del tipo 20N60 con una corriente de 90 A y un máximo U = 600 V. El circuito también contiene un rectificador unipolar con potentes diodos.

Esquema 3: dispositivo de arranque portátil de bricolaje para un automóvil con capacidad para cargar la batería.

Cuando se conecta a la red a través del circuito "R1 - R2 - R3 - puente de diodos", se cargan los condensadores electrolíticos C1 y C2, cuya capacidad es directamente proporcional a la potencia del UPS (2 μ por 1 W). Deben estar diseñados para U = 400 V. El voltaje para el generador de impulsos se suministra a través de R5, que crece con el tiempo en los condensadores y U en el microcircuito. Si alcanza los 11 - 13 V, entonces el microcircuito comienza a generar pulsos para controlar los transistores. En este caso, aparece U en los devanados II del transformador y el transistor compuesto se abre, se suministra energía al devanado del relé, que arranca suavemente el motor de arranque. El tiempo de respuesta del relé lo selecciona el condensador.

Esta ROM está equipada con protección contra corrientes de cortocircuito (SC) mediante resistencias que actúan como fusibles. Durante un cortocircuito, abren un tiristor de baja potencia, que cortocircuita los terminales correspondientes del microcircuito (deja de funcionar). La desaparición del cortocircuito se indica mediante el LED que se iluminará. Si no hay cortocircuito, no arderá.

Ejemplo de cálculo

Para fabricar correctamente una ROM, es necesario calcularla. Se toma como base el tipo de dispositivo transformador. La corriente de la batería en el modo de arranque es I st = 3 * C b (C b es la capacidad de la batería en A*h). La U operativa en el "banco" es 1,74 - 1,77 V, por lo tanto, para 6 bancos: U b = 6 * 1,76 = 10,56 V. Para calcular la potencia consumida por el arrancador, por ejemplo, para 6ST-60 s con una capacidad de 60 A: P c = U b * I = U b * 3 * C = 10,56 * 3 * 60 = 1.900,8 W. Si ensambla el dispositivo usando estos parámetros, obtendrá lo siguiente:

1. El trabajo se realiza junto con una batería estándar.
2. Para empezar, es necesario recargar la batería durante 12 a 25 segundos.
3. El motor de arranque gira con este dispositivo durante 4 a 6 segundos. Si el lanzamiento falla, tendrás que repetir el procedimiento nuevamente. Este proceso tiene un impacto negativo en el motor de arranque (los devanados se calientan significativamente) y en la vida útil de la batería.

El dispositivo debería ser mucho más potente (Figura 1), ya que la corriente del transformador está en el rango de 17 - 22 A. Con tal consumo, U cae entre 13 y 25 V, por lo tanto, la red U = 200 V, y no 220 v.

Figura 2 - Representación esquemática de la ROM.

El circuito eléctrico consta de un potente transformador y un rectificador.

Según nuevos cálculos, la ROM necesita un transformador con una potencia de unos 4 kW. Con esta potencia se asegura la velocidad de rotación del cigüeñal:

• carburador: 35 - 55 rpm;
• diésel: 75 - 135 rpm.

Para fabricar un transformador reductor, es recomendable utilizar un núcleo toroidal de un antiguo y potente motor eléctrico de alta potencia. La densidad de corriente en los devanados del transformador es de aproximadamente 4 a 6 A/sq. mm. El área del núcleo (mineral de hierro) se calcula mediante la fórmula: S tr = a * b = 20 * 135 = 2700 m2. mm. Si se utiliza otro circuito magnético como base, entonces deberá encontrar en Internet ejemplos de cómo calcular un transformador con esta forma de mineral de hierro. Para calcular el número de vueltas:

1. T = 30/S tr.
2. Para bobinado I: n 1 = 220 * T = 220 * 30/27 = 244. Enrollado con alambre de 2,21 mm de diámetro.
3. Para II: W 2 = W 3 = 16 * T = 16 * 30/27 = 18 vueltas de barra de aluminio con S = 36 m2. mm.

Después de enrollar el transformador, debe encenderlo y medir la corriente sin carga. Su valor debe ser inferior a 3,2 A. Al enrollar, es necesario distribuir uniformemente las vueltas sobre el área del marco de la bobina. Si la corriente sin carga es mayor que el valor requerido, retire o rebobine las vueltas en el devanado I. Atención: No se debe tocar el devanado II, ya que esto provocará una disminución en la eficiencia del transformador.

El interruptor debe seleccionarse con protección térmica incorporada, use solo diodos clasificados para una corriente de 25 a 50 A. Todas las conexiones y cables deben colocarse con cuidado. Se deben utilizar cables de una longitud mínima y de cobre trenzado con una sección superior a 100 metros cuadrados. mm. La longitud del cable es importante, ya que puede tener pérdidas U de aproximadamente 2 a 3 V cuando arranca el motor de arranque. Haga que el conector con el motor de arranque sea de liberación rápida. Además, para no confundir la polaridad, es necesario marcar los cables (“+” es cinta aislante roja y “-” es azul).

La ROM debería iniciarse durante 5 a 10 segundos. Si se utilizan arrancadores potentes (más de 2 kW), la fuente de alimentación monofásica no será adecuada. En este caso es necesario modificar la ROM para la versión trifásica. Además, es posible utilizar transformadores ya preparados, pero deben ser lo suficientemente potentes. Se pueden encontrar cálculos detallados de un transformador trifásico en libros de referencia o en Internet.

Mostrado en la Fig. Los dispositivos de arranque 1 y 2 funcionan eficazmente cuando se conectan en paralelo a la batería y proporcionan una corriente de al menos 100 A con un voltaje de 12 a 14 V. En este caso, la potencia nominal del transformador de red T1 utilizado es de 800 W.

Para fabricar un transformador de red, es conveniente utilizar hierro toroidal de cualquier LATR; esto da como resultado dimensiones y peso mínimos del dispositivo. El perímetro de la sección transversal de hierro puede ser de 230 a 280 mm (difiere según los diferentes tipos de autotransformadores). Como se sabe, la potencia operativa nominal de un transformador depende del área de la sección transversal del núcleo magnético (hierro) en la ubicación de los devanados.

Es necesario desmontar con cuidado el cuerpo del autotransformador de laboratorio, quitar el motor de contacto y enrollar el devanado secundario con un cable grueso con aislamiento de goma, aproximadamente 18 horas - 25 vueltas (dependiendo del tipo de LATR), con un cable con un sección transversal de al menos 7 mm^2 (puede ser multinúcleo).

Luego, desde este devanado, suministre corriente al automóvil a través de un rectificador de onda única en un diodo de potencia tipo D161-250, observando la polaridad.

Arroz. 1. Dispositivo de arranque (opción 1).

Dado que la segunda versión del dispositivo de arranque implica rebobinar el devanado primario, antes de enrollar los devanados es necesario redondear los bordes afilados de los bordes del circuito magnético con una lima y luego envolverlo con tela barnizada o fibra de vidrio.

El devanado primario del transformador contiene aproximadamente 260 - 290 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 1,5 - 2,0 mm (el cable puede ser de cualquier tipo con aislamiento de barniz). El devanado se distribuye uniformemente en tres capas, con aislamiento entre capas.

Después de completar el devanado primario, se debe conectar el transformador a la red y medir la corriente sin carga. Debe ser de 200 a 380 mA. En este caso, existirán condiciones óptimas para transformar la energía en el circuito secundario.

Si la corriente es menor se debe rebobinar parte de las espiras, si es mayor se debe rebobinar hasta obtener el valor especificado.

La relación entre la reactancia inductiva (y por lo tanto la corriente en el devanado primario) y el número de vueltas es cuadrática: incluso un ligero cambio en el número de vueltas conducirá a un cambio significativo en la corriente del devanado primario.

No debe haber calefacción cuando el transformador esté funcionando en modo inactivo. El calentamiento del devanado indica la presencia de cortocircuitos entre espiras o presión y cortocircuito de parte del devanado a través del núcleo magnético. En este caso, será necesario volver a enrollar.

El devanado secundario está enrollado con alambre de cobre trenzado aislado con una sección transversal de al menos 6 mm^2 (por ejemplo, tipo PVKV con aislamiento de goma) y contiene dos devanados de 15 a 18 vueltas. Los devanados secundarios se enrollan simultáneamente (con dos cables), lo que facilita obtener el mismo voltaje en ambos devanados, que debe estar en el rango de 12 a 14 V a una tensión de red nominal de 220 V.

Es mejor medir el voltaje en el devanado secundario utilizando una resistencia de carga con una resistencia de 5 a 10 ohmios conectada temporalmente a los terminales X1, X2.

Arroz. 2. Dispositivo de arranque (opción 2).

La conexión de diodos rectificadores permite utilizar elementos metálicos de la carcasa del arrancador como disipador de calor sin espaciadores dieléctricos.

Para conectar el dispositivo de arranque en paralelo a la batería, los cables de conexión deben estar aislados y trenzados, con una sección transversal de al menos 10 mm^2.

El interruptor SA1 es del tipo T3, o cualquier otro, cuyos contactos estén diseñados para una corriente de al menos 5 A. Es conveniente utilizar un fusible automático PAR-10 como interruptor.

Nota. Si agrega otro devanado a cualquiera de los dispositivos de arranque presentados (25 a 30 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 2 mm) y lo usa para alimentar uno de los circuitos del cargador a continuación, los "arrancadores" se convertirán en arranque. -cargadores.

Arrancar el motor de combustión interna incluso de un turismo en invierno, e incluso después de un largo periodo de estacionamiento, suele ser un gran problema. Esta cuestión es aún más relevante en el caso de los camiones y equipos de remolque potentes, de los que ya hay muchos de uso privado; al fin y al cabo, se utilizan principalmente en condiciones de almacenamiento sin garaje.

Y la razón del arranque difícil no siempre es que la batería “no esté en su primera juventud”. Su capacidad depende no sólo de la vida útil, sino también de la viscosidad del electrolito, que, como se sabe, se espesa al disminuir la temperatura. Y esto conduce a una desaceleración de la reacción química con su participación y a una disminución de la corriente de la batería en el modo de arranque (aproximadamente un 1% por cada grado de disminución de la temperatura). Por lo tanto, incluso una batería nueva pierde significativamente su capacidad de arranque en invierno.

Dispositivo de arranque para un automóvil con sus propias manos.

Para asegurarme contra molestias innecesarias asociadas con el arranque del motor de un automóvil en la estación fría, hice un dispositivo de arranque con mis propias manos.
El cálculo de sus parámetros se realizó según el método especificado en la lista de referencias.

La corriente de funcionamiento de la batería en modo arrancador es: I = 3 x C (A), donde C es la capacidad nominal de la batería en Ah.
Como sabes, el voltaje de funcionamiento de cada batería (“lata”) debe ser de al menos 1,75 V, es decir, para una batería que consta de seis “latas”, el voltaje mínimo de funcionamiento de la batería Up será de 10,5 V.
Potencia suministrada al motor de arranque: P st = Uр x I р (W)

Por ejemplo, si un turismo tiene una batería 6 ST-60 (C = 60A (4), Rst será de 1890 W.
Según este cálculo, según el esquema presentado en, se fabricó un lanzador de la potencia adecuada.
Sin embargo, su funcionamiento demostró que llamar al dispositivo un dispositivo de arranque sólo era posible con un cierto grado de convención. El dispositivo sólo podía funcionar en modo "encendedor de cigarrillos", es decir, junto con la batería del coche.

A bajas temperaturas exteriores, el arranque del motor con su ayuda debía realizarse en dos etapas:
- recargar la batería durante 10 a 20 segundos;
- promoción conjunta de motores (baterías y dispositivos).

Se mantuvo una velocidad de arranque aceptable durante 3 a 5 segundos y luego se redujo drásticamente, y si el motor no arrancaba durante este tiempo, era necesario repetirlo todo de nuevo, a veces varias veces. Este proceso no sólo es tedioso, sino también indeseable por dos razones:
- en primer lugar, provoca un sobrecalentamiento del motor de arranque y un mayor desgaste;
- en segundo lugar, reduce la duración de la batería.

Quedó claro que estos fenómenos negativos sólo pueden evitarse cuando la potencia del lanzador es suficiente para arrancar el motor de un automóvil frío sin la ayuda de una batería.

Por lo tanto, se decidió fabricar otro dispositivo que satisfaga este requisito. Pero ahora el cálculo se hizo teniendo en cuenta las pérdidas en la unidad rectificadora, en los cables de alimentación e incluso en las superficies de contacto de las conexiones durante su posible oxidación. También se tuvo en cuenta una circunstancia más. La corriente de funcionamiento en el devanado primario del transformador al arrancar el motor puede alcanzar valores de 18 a 20 A, lo que provoca una caída de tensión en los cables de alimentación de la red de iluminación de 15 a 20 V. Por lo tanto, no 220, sino solo Se aplicarán 200 V al devanado primario del transformador.

Diagramas y dibujos para arrancar el motor.

Según el nuevo cálculo según el método especificado en, teniendo en cuenta todas las pérdidas de potencia (aproximadamente 1,5 kW), el nuevo dispositivo de arranque requirió un transformador reductor con una potencia de 4 kW, es decir, casi cuatro veces más que el potencia del motor de arranque. (Se realizaron los cálculos correspondientes para la fabricación de dispositivos similares destinados a arrancar motores de varios automóviles, tanto de carburador como diésel, e incluso con una red de a bordo de 24 V. Sus resultados se resumen en la tabla).

A estas potencias se garantiza la velocidad de rotación del cigüeñal (40 - 50 rpm para motores con carburador y 80 - 120 rpm para motores diésel), lo que garantiza un arranque fiable del motor.

El transformador reductor se fabricó sobre un núcleo toroidal extraído del estator de un motor eléctrico asíncrono quemado de 5 kW. Área de la sección transversal del circuito magnético S, T = a x b = 20 x 135 = 2700 (mm2) (ver Fig. 2).

Algunas palabras sobre la preparación del núcleo toroidal. Se limpia el estator del motor eléctrico de los residuos del devanado y se cortan los dientes con un cincel afilado y un martillo. Esto no es difícil de hacer, ya que la plancha es blanda, pero es necesario utilizar gafas y guantes de seguridad.

El material y diseño del mango y base del gatillo no son críticos, siempre que cumplan sus funciones. Mi mango está hecho de una tira de acero con una sección de 20x3 mm, con un mango de madera. La tira está envuelta en fibra de vidrio impregnada de resina epoxi. Se monta un terminal en el mango, al que luego se conectan la entrada del devanado primario y el cable positivo del dispositivo de arranque.

La base del marco está formada por una varilla de acero de 7 mm de diámetro en forma de pirámide truncada, cuyas nervaduras son. Luego, el dispositivo es atraído hacia la base por dos soportes en forma de U, que también están envueltos en fibra de vidrio impregnada de resina epoxi.

Se adjunta un interruptor de encendido a un lado de la base y una placa de cobre de la unidad rectificadora (dos diodos) al otro. En la placa hay un terminal negativo. Al mismo tiempo, la placa también sirve como radiador.

El interruptor es del tipo AE-1031, con protección térmica incorporada, nominal para una corriente de 25 A. Los diodos son del tipo D161 - D250.

La densidad de corriente estimada en los devanados es de 3 - 5 A/mm2. El número de vueltas por 1 V de tensión de funcionamiento se calculó mediante la fórmula: T = 30/Sct. El número de vueltas del devanado primario del transformador fue: W1 = 220 x T = 220 x 30/27 = 244; devanado secundario: W2 = W3 = 16 x T = 16x30/27 = 18.
El devanado primario está hecho de alambre PETV con un diámetro de 2,12 mm, el devanado secundario está hecho de una barra colectora de aluminio con una sección transversal de 36 mm2.

Primero, se devanó el devanado primario con una distribución uniforme de vueltas en todo el perímetro. Después de eso, se enciende a través del cable de alimentación y se mide la corriente sin carga, que no debe exceder los 3,5 A. Debe recordarse que incluso una ligera disminución en el número de vueltas conducirá a un aumento significativo de la corriente sin carga y, en consecuencia, a una caída en la potencia del transformador y del dispositivo de arranque. Aumentar el número de vueltas tampoco es deseable: reduce la eficiencia del transformador.

Las vueltas del devanado secundario también se distribuyen uniformemente por todo el perímetro del núcleo. Al colocar, utilice un martillo de madera. Luego, los cables se conectan a los diodos y los diodos se conectan al terminal negativo del panel. El terminal común medio del devanado secundario está conectado al terminal "positivo" ubicado en el mango.

Ahora sobre los cables que conectan el motor de arranque al motor de arranque. Cualquier descuido en su fabricación puede anular todos los esfuerzos. Demostremos esto con un ejemplo específico. Sea la resistencia Rnp de todo el camino de conexión desde el rectificador al motor de arranque igual a 0,01 ohmios. Entonces, a una corriente I = 250 A, la caída de voltaje en los cables será: U pr = I r x Rpr = 250 A x 0,01 Ohm = 2,5 V; en este caso, la pérdida de potencia en los cables será muy significativa: P pr = Upr x Iр = 625 W.

Como resultado, se suministrará al arrancador en el modo de funcionamiento un voltaje no de 14, sino de 11,5 V, lo que, por supuesto, no es deseable. Por lo tanto, la longitud de los cables de conexión debe ser lo más corta posible (1_p 100 mm2). Los cables deben ser de cobre trenzado, con aislamiento de goma. Para mayor comodidad, la conexión al motor de arranque se realiza de forma rápida, utilizando unos alicates o abrazaderas potentes, por ejemplo, las que se utilizan como portaelectrodos en las máquinas de soldar domésticas. Para no confundir la polaridad, el mango de las abrazaderas del cable positivo se envuelve con cinta aislante roja y el mango del cable negativo se envuelve con cinta negra.
El modo de funcionamiento de corta duración del dispositivo de arranque (5 - 10 segundos) permite su uso en redes monofásicas. Para arrancadores más potentes (superiores a 2,5 kW), el transformador PU debe ser trifásico.

Se puede realizar un cálculo simplificado de un transformador trifásico para su fabricación de acuerdo con las recomendaciones establecidas en, o se pueden utilizar transformadores reductores industriales ya preparados como TSPK - 20 A, TMOB - 63, etc., conectados a una red trifásica con una tensión de 380 V y produciendo una tensión secundaria de 36 V.

El uso de transformadores toroidales para dispositivos de arranque monofásicos no es necesario y viene dictado únicamente por su mejor peso y dimensiones (peso alrededor de 13 kg). Al mismo tiempo, la tecnología para fabricar un dispositivo de arranque basada en ellos es la que requiere más mano de obra.

El cálculo del transformador del dispositivo de arranque tiene algunas peculiaridades. Por ejemplo, el cálculo del número de vueltas por 1 V de tensión de funcionamiento, realizado según la fórmula: T = 30/Sct (donde Sct es el área de la sección transversal del circuito magnético), se explica por el deseo “exprimir” el máximo posible del circuito magnético en detrimento de la eficiencia. Esto se justifica por su modo de funcionamiento de corta duración (5 a 10 segundos). Si las dimensiones no juegan un papel decisivo, puede utilizar un modo más suave calculando mediante la fórmula: T = 35/Sct. Luego se toma el núcleo magnético con una sección transversal entre un 25 y un 30% mayor.
La potencia que se puede "extraer" del PU fabricado es aproximadamente igual a la potencia del motor eléctrico asíncrono trifásico del que está hecho el núcleo del transformador.

Cuando se utiliza un potente dispositivo de arranque en versión estacionaria, de acuerdo con los requisitos de seguridad, debe estar conectado a tierra. Los mangos de los alicates de conexión deben estar aislados de goma. Para evitar confusiones, es recomendable marcar la parte “más”, por ejemplo, con cinta aislante roja.

Al arrancar, no es necesario desconectar la batería del motor de arranque. En este caso, las pinzas se conectan a los terminales correspondientes de la batería. Para evitar sobrecargar la batería, el dispositivo de arranque se apaga inmediatamente después de arrancar el motor.

Los automovilistas y conductores están familiarizados con la situación del arranque de los coches en invierno, especialmente si la batería del coche "no está en la primera frescura" y la temperatura exterior está lejos de estar por encima de cero.
Si es posible "suministrar" la tensión de red al coche con cables de extensión, o mejor aún, cuando el coche está en un garaje electrificado, se ofrece un dispositivo de arranque para ayudar.

Recientemente, surgieron problemas con las baterías y fue necesario descubrir cómo arrancar los autos de manera oportuna y sin problemas. Para ello, se necesitaba un dispositivo de arranque.
Las soluciones de circuitos existentes resultaron complejas y en un rincón alejado del mercado de radio de Mitinsky resultó problemático encontrar los elementos de radio necesarios. Por lo tanto, el siguiente dispositivo se desarrolló utilizando elementos de radio de antiguos electrodomésticos soviéticos y, por supuesto, los transformadores y tiristores procedían de equipos militares fuera de servicio.
Este dispositivo fue diseñado para que lo utilicen especialistas "altamente competentes", por lo que algunos de los elementos que contiene son, en principio, superfluos. Un dispositivo de este tipo funcionó en los fosos de automóviles durante más de 12 años, y los "operadores" no lograron quemarlo durante este tiempo.
El diagrama del dispositivo de arranque se muestra a continuación.

El principio de su funcionamiento es el siguiente; - cuando lo conectas a la batería del coche, es “silencioso”. Después de que el voltaje de la batería cae por debajo de los 10 voltios cuando se arranca el automóvil, los tiristores se abren y la batería se recarga desde la red. Tan pronto como el motor arranca y el voltaje de la batería supera los 10 voltios, se apaga.

Como transformador, puede utilizar cualquiera adecuado con una potencia de al menos 500 vatios y con una sección transversal de los cables del devanado secundario de al menos 2x7 mm cuadrados (7 mm cuadrados es un cable con un diámetro de 3 mm), o para un circuito rectificador de puente de 14 mm cuadrados con un voltaje de salida de 15 a 18 voltios, el voltaje óptimo es de aproximadamente 18 voltios.
No veo ningún sentido en describir el procedimiento para fabricar un transformador; se necesita hardware específico y luego hay cálculos para ello.
Como tiristores se pueden utilizar cualquiera con una corriente de al menos 80 amperios (T-15-80, T15-100, T-80, T-125, T142-80, T242-80, T151-80, T161-125 y otros), o al menos 160 amperios con un circuito rectificador de puente (T15-160......T15-250, T16-250.....T16-500, T161-160, T123-200.... T123-320, T161-160, T160, T200 y otros). Los diodos del circuito del puente rectificador también deben estar diseñados para una corriente de al menos 80 amperios (D131-80, D132-80, 2D131-80, 2DCh151-80, D141-100, 2D141-100, 2D151-125, V200, V7-200 y otros). Debe centrarse en el cable grueso que sobresale del diodo (del grosor de un dedo) o en el segundo dígito de la designación de la marca del diodo, normalmente, pero a veces en el primero.
En lugar de diodos KD105, puede utilizar cualquier rectificador con una corriente de al menos 0,3 A (D226, D237, KD209, KD208, KD202, del rectificador de cualquier adaptador chino, incluso de red).
El diodo Zener D814A se puede reemplazar por cualquiera, pero con un voltaje de estabilización de aproximadamente 8 voltios (D808, 2S182, KS182, 2S482A, 2S411A, 2S180).
Transistores, en la primera versión, en lugar de KT3107, se usaron KT361 con h21e más de 100, en lugar de KT816, KT814 e incluso P214 son adecuados, también puede usar KT825, KT973, KT818. Resistencias (excepto control por tiristores) de cualquier potencia. Las secciones del circuito resaltadas en el diagrama con líneas en negrita deben estar hechas de conductores con una sección transversal de al menos 10 mm cuadrados, a través de ellos fluirá toda la corriente de arranque.
Aquí hay una versión del dispositivo en una placa de circuito impreso de nuestro usuario. serg_k

Este circuito con las capacidades y voltajes indicados está diseñado para equipos de 12 voltios, pero también se puede utilizar para equipos de 24 voltios, para esto se necesita un transformador con un voltaje de salida de 28-32 Voltios y se debe usar el diodo zener D814A. reemplazado por dos D814V conectados en serie, o los otros dos tienen un voltaje de estabilización de aproximadamente 10 voltios (D810, D814V, 2S210A, 2S510A, KS510).

Puedes comprobar el dispositivo de esta manera;

Conecte una lámpara de automóvil a la salida del dispositivo, quizás no muy potente, por ejemplo. Dependiendo del tamaño es mejor poner dos en serie o uno a 24 voltios.
A continuación, conecte, observando la polaridad, en lugar de la batería a la lámpara, una fuente de alimentación regulada, preferiblemente sin condensadores electrolíticos en la salida.
Un cargador con regulador de tiristores no es adecuado como fuente de alimentación ajustable, ya que produce pulsos de voltaje en la salida de duración ajustable, pero el voltaje debe ajustarse en amplitud.
Luego, encienda la fuente de alimentación y configure el voltaje a 13 V (la lámpara está encendida).
A continuación, encienda el iniciador; nada debería cambiar.
A continuación, reduzca gradualmente el voltaje de la fuente de alimentación (la intensidad de la lámpara disminuye) y cuando el voltaje de la fuente de alimentación alcance alrededor de 10 voltios (más o menos un voltio), el voltaje de arranque debería comenzar, es decir. la intensidad de la lámpara aumentará bruscamente y se le suministrará voltaje desde el trance inicial: 18 voltios (por lo tanto, una lámpara de 24 V es mejor).
Además, si comienza a aumentar el voltaje de la fuente de alimentación nuevamente, el voltaje de arranque debería apagarse (la intensidad de la lámpara disminuirá).
Esa es toda la configuración.

En los diseños reales, un transformador con una potencia de 500 vatios es suficiente para arrancar un turismo; una versión de 24 voltios con una potencia de transformador de 2 kW podría arrancar fácilmente un camión tractor MANN. Los cables de red deben tener una sección transversal de al menos 2,5 mm2.
Parece que escribí todo.

Si tiene algún “malentendido” con respecto al artículo, haga preguntas, lo ayudaré a resolverlo y responderé sus preguntas.

El cargador de arranque le permite arrancar el motor de su coche en invierno. Ya que arrancar un motor de combustión interna con la batería descargada requiere mucho esfuerzo y tiempo. La densidad del electrolito disminuye notablemente en invierno y el proceso de sulfatación que tiene lugar dentro de la batería aumenta su resistencia interna y reduce la corriente de arranque de la batería. Además, en invierno aumenta la viscosidad del aceite del motor, por lo que la batería necesita más potencia de arranque. Para que sea más fácil arrancar el motor en invierno, puede calentar el aceite en el cárter del automóvil, arrancarlo con otra batería, empujarlo o utilizar un cargador de arranque para automóviles.

El cargador de arranque de un automóvil consta de un transformador y potentes diodos rectificadores. Para el funcionamiento normal del dispositivo de arranque, se requiere una corriente de salida de al menos 90 amperios y un voltaje de 14 voltios, por lo que el transformador debe ser lo suficientemente potente, al menos 800 W.

Para fabricar un transformador, la forma más sencilla es utilizar un núcleo de cualquier LATR. El devanado primario debe tener de 265 a 295 vueltas de alambre con un diámetro de al menos 1,5 mm, preferiblemente 2,0 mm. El bobinado debe realizarse en tres capas. Hay un buen aislamiento entre capas.

Después de enrollar el devanado primario, lo probamos conectándolo a la red y medimos la corriente sin carga. Debe estar entre 210 y 390 mA. Si es menos, retroceda algunas vueltas, y si es más, viceversa.

El devanado secundario del transformador consta de dos devanados y contiene 15:18 vueltas de cable trenzado con una sección transversal de 6 mm. Los devanados se enrollan simultáneamente. El voltaje en la salida de los devanados debe ser de aproximadamente 13 voltios.

Los cables que conectan el dispositivo a la batería deben ser multiconductores, con una sección transversal de al menos 10 mm. El interruptor debe soportar una corriente de al menos 6 Amperios.

El circuito de arranque de un cargador de automóvil contiene un regulador de voltaje triac, un transformador de potencia, un rectificador con diodos potentes y una batería de arranque. La corriente de carga la establece el regulador de corriente del triac y está regulada por la resistencia variable R2 y depende de la capacidad de la batería. Los circuitos de carga de entrada y salida contienen condensadores de filtro que reducen el grado de interferencia de radio durante el funcionamiento del regulador triac. El triac funciona correctamente con tensiones de red de 180 a 230 V.

El puente rectificador sincroniza el encendido del triac en ambos semiciclos de la tensión de red. En el modo “Regeneración” se utiliza únicamente el semiciclo positivo de la tensión de red, lo que limpia las placas de la batería de la cristalización existente.

El transformador de potencia fue tomado prestado del Rubin TV. También puedes llevar el transformador TCA-270. Dejamos los devanados primarios sin cambios, pero reharemos los devanados secundarios. Para hacer esto, separamos los marcos del núcleo, desenrollamos los devanados secundarios hasta la lámina de las pantallas y, en su lugar, los enrollamos con alambre de cobre con una sección transversal de 2,0 mm en una capa hasta llenar los devanados secundarios. Como resultado del rebobinado, deberían salir aproximadamente 15 ... 17 V.

Al realizar el ajuste, se conecta una batería interna al cargador de arranque y el ajuste de la corriente de carga se prueba con la resistencia R2. Luego verificamos la corriente de carga en los modos de carga, inicio y regeneración. Si no supera los 10...12 amperios, entonces el dispositivo está en condiciones de funcionar. Cuando el dispositivo está conectado a la batería de un automóvil, la corriente de carga inicialmente aumenta aproximadamente 2-3 veces y después de 10 a 30 minutos disminuye. Después de esto, el interruptor SA3 cambia al modo "Arranque" y el motor del automóvil arranca. Si el intento no tiene éxito, recargamos adicionalmente durante 10 a 30 minutos y lo intentamos nuevamente.

El diagrama contiene: fuente de alimentación estabilizada(diodos VD1-VD4, VD9, VD10, condensadores C1, SZ, resistencia R7 y transistor VT2)

nodo de sincronización(transistor VT1, resistencias R1/R3/R6, condensador C4 y elementos D1.3 y D1.4, fabricados en el microcircuito K561TL1);

generador de pulso(elementos D1.1, D1.2, resistencias R2, R4, R5 y condensador C2);

contador de pulsos(chip D2K561IE16);

amplificador(transistor VT3, resistencias R8 y R9);

unidad de poder(módulos de tiristores optoacopladores VS1 MTO-80, VS2, diodos de potencia V-50 VD5-VD8, derivación R10, instrumentos: amperímetro y voltímetro);

unidad de detección de cortocircuito(transistor VT4, resistencias R11-R14).

El esquema funciona de la siguiente manera. Cuando se aplica voltaje a la salida del puente (diodos VD1-VD4), aparece un voltaje de media onda (gráfico 1 en la Fig. 2), que, luego de pasar por el circuito VT1-D1.3.-D1.4, se convierte en pulsos de polaridad positiva (gráfico 2 en la Fig. 2). Estos impulsos para el contador D2 son una señal de reinicio al estado cero. Después de que desaparece el pulso de reinicio, los pulsos del generador (D1.1, D1.2) se suman en el contador D2 y cuando se alcanza el número 64, aparece un pulso en la salida del contador (pin 6) con una duración de al menos 10 períodos de pulso del generador (gráfico 3, Fig. 2). Este pulso abre el tiristor VS1 y aparece voltaje en la salida de la ROM (gráfico 4 en la Fig. 2). Para ilustrar los límites de la regulación de voltaje, el gráfico 5 de la Fig. 2 muestra el caso de configurar casi el voltaje de salida completo.

Con los parámetros del circuito de ajuste de frecuencia (resistencias R2, R4, R5 y condensador C2 en la Fig. 1), el ángulo de apertura del tiristor VS1 está dentro de 17 (f = 70 kHz) - 160 (f = 7 kHz) eléctricos. grados, lo que da el límite inferior del voltaje de salida aproximadamente 0,1 veces el valor de entrada. La frecuencia de las señales de salida del generador está determinada por la expresión

f=450/(R 4 +R 5)С 2

,

donde la dimensión f es kHz; R - kOhmios; C - nF Si es necesario, la ROM se puede utilizar para regular solo el voltaje de CA. Para hacer esto, el puente sobre diodos VD5-VD8 debe excluirse del circuito (Fig. 1) y los tiristores deben conectarse espalda con espalda (en la Fig. 1 esto se muestra con una línea discontinua).

En este caso, utilizando el circuito (Fig.1), se puede regular la tensión de salida de 20 a 200 V, pero hay que recordar que la tensión de salida está lejos de ser sinusoidal, es decir. Como consumidor solo pueden funcionar dispositivos de calefacción eléctrica o lámparas incandescentes. En este último caso, es posible aumentar considerablemente la vida útil de las lámparas, ya que se pueden encender sin problemas cambiando el voltaje de 20 a 200 V con la resistencia R5. Configurar la ROM se reduce a ajustar el nivel de protección contra corrientes de cortocircuito. Para hacer esto, retire los puentes entre los puntos A y B (Fig. 1) y aplique temporalmente voltaje +Arriba al punto B. Al cambiar la posición del control deslizante de la resistencia R14, determinamos el nivel de voltaje (punto C en la Fig. 1) al cual se abre el transistor VT4. El nivel de respuesta de protección en amperios se puede determinar mediante la fórmula I>k /R10, donde k=Up/Ut.c., Up - tensión de alimentación; Ut.s. - tensión en el punto C en el que se activa VT4; R10 - resistencia a la derivación.

En conclusión, podemos recomendar el procedimiento para poner en funcionamiento la ROM e informar sobre posibles reemplazos de componentes, tolerancias y características de fabricación: el microcircuito D1 se puede reemplazar por el microcircuito K561LA7; microcircuito D2 - microcircuito K561IE10, que conecta ambos contadores en serie; todas las resistencias del circuito tipo MLT son de 0,125 W, a excepción de la resistencia R8, que debe ser de al menos 1 W; tolerancias en todas las resistencias, a excepción de la resistencia R8, y en todos los condensadores +30%; la derivación (R10) puede estar hecha de nicrom con una sección transversal total de al menos 6 mm (diámetro total de aproximadamente 3 mm, longitud de 1,3 a 1,5 mm). Ponga la ROM en funcionamiento solo en la siguiente secuencia: apague la carga, configure la resistencia R5 al voltaje requerido, apague la ROM, conecte la carga y, si es necesario, aumente el voltaje con la resistencia R5 al valor requerido.

Para solucionar el problema del arranque del motor en invierno utilizaremos un arrancador eléctrico que permitirá a los automovilistas arrancar un motor frío incluso con la batería parcialmente cargada y así alargar su vida.

Cálculo. No es práctico realizar un cálculo preciso del núcleo magnético del transformador, ya que está bajo carga durante un corto tiempo, especialmente porque no se conoce ni el grado ni la tecnología para laminar el acero eléctrico del núcleo magnético. Encuentre la potencia requerida del transformador. El criterio principal es la corriente de funcionamiento del arrancador eléctrico. Empiezo, que está en el rango de 70 - 100 A. Potencia de arranque eléctrico (W) Rap = 15 I inicio. Determine la sección transversal del circuito magnético (cm 2). S = 0,017 x Rap = 18...25,5 cm2. El circuito de arranque eléctrico es muy sencillo, solo necesitas instalar correctamente los devanados del transformador. Para ello se puede utilizar un hierro toroidal de cualquier LATRA o de un motor eléctrico. Para el arrancador eléctrico utilicé el transformador de hierro de un motor eléctrico asíncrono, que elegí teniendo en cuenta la sección transversal. Los parámetros S = aw no deben ser inferiores a los calculados.

El estator del motor eléctrico tiene ranuras sobresalientes que se utilizaron para colocar los devanados. Al calcular la sección transversal, no los tenga en cuenta. Es necesario quitarlos con un cincel simple o especial, pero no es necesario quitarlos (yo no los quité). Esto solo afecta el consumo de los cables eléctricos de los devanados primario y secundario y la masa del arrancador eléctrico. El diámetro exterior del núcleo magnético está en el rango de 18 a 28 cm. Si la sección transversal del estator del motor eléctrico es mayor que la calculada, habrá que dividirlo en varias partes. Con una sierra para metales, cortamos las ataduras exteriores en las ranuras y separamos el toro de la sección transversal requerida. Utilice una lima para eliminar las esquinas afiladas y las protuberancias. Realizamos trabajos de aislamiento en el circuito magnético terminado utilizando tela barnizada o cinta aislante a base de tela.

Ahora pasamos al devanado primario, cuyo número de vueltas está determinado por la fórmula: n1 = 45 U1/S, donde U1 es la tensión del devanado primario, normalmente U1 = 220 V; S es el área de la sección transversal del circuito magnético.

Para ello tomamos alambre de cobre PEV-2 con un diámetro de 1,2 mm. Primero calculamos la longitud total del devanado primario L1. L1 = (2a + 2b)Ku, donde Ku es el coeficiente de apilamiento, que es igual a 1,15 - 1,25; a y c son las dimensiones geométricas del circuito magnético (Fig. 2).

Luego enrollamos el cable en la lanzadera e instalamos el devanado a granel. Una vez conectados los cables al devanado primario, lo tratamos con barniz eléctrico, lo secamos y realizamos trabajos de aislamiento. Número de vueltas del devanado secundario. n2 = n1U2/U1, donde n2 y n1 son el número de vueltas de los devanados primario y secundario, respectivamente; U1 y U2: voltaje de los devanados primario y secundario (U2 = 15 V).

El devanado se realiza con alambre trenzado aislado con una sección transversal de al menos 5,5 mm2. Es preferible el uso de canalizaciones prefabricadas. Dentro del cable colocamos vuelta por vuelta, y en el exterior con un pequeño espacio, para una colocación uniforme. Su longitud se determina teniendo en cuenta las dimensiones del devanado primario. Colocamos el transformador terminado entre dos placas getinaks cuadradas de 1 cm de espesor y 2 cm más anchas que el diámetro del transformador bobinado, habiendo perforado previamente agujeros en las esquinas para sujetarlo con pernos de acoplamiento. En la placa superior colocamos los cables de los devanados primario (aislado) y secundario, un puente de diodos y un asa para el transporte. Conectamos las salidas del devanado secundario al puente de diodos, equipamos las salidas de este último con tuercas de mariposa M8 y las marcamos “+”, “-”. La corriente de arranque de un automóvil de pasajeros es de 120 a 140 A. Pero como la batería y el arrancador eléctrico funcionan en paralelo, tenemos en cuenta la corriente máxima del arrancador eléctrico de 100 A. Diodos VD1 - VD4 tipo B50 para una corriente permitida de 50 R. Aunque el tiempo de arranque del motor es corto, es recomendable colocar diodos en los radiadores. Instalamos cualquier interruptor S1 con una corriente permitida de 10 A. Los cables de conexión entre el arrancador eléctrico y el motor son multiconductores, con un diámetro de al menos 5,5 mm en diferentes colores, y equipamos los extremos de las puntas de salida con pinzas de cocodrilo.

Cargador de arranque PZU-14-100

El diagrama del cargador de arranque muestra claramente que los tiristores están controlados por pulsos de corriente de la capacitancia del circuito C4 - transistores VT5, VT6, VT7 - diodos VD4, VD5. La fase de desbloqueo de los tiristores y el flujo de corriente en el circuito de potencia dependen de la tasa de aumento de voltaje a través del capacitor C4, es decir, de la corriente a través de las resistencias del regulador de corriente R23-R25 y a través del transistor bipolar de arranque. VT3. VT3 se enciende en el modo "inicio" si el voltaje de la batería cae por debajo de 11 V. El transistor clave VT4 enciende el circuito de control cuando está conectado correctamente a la batería y lo protege cuando se excede la corriente y los devanados se sobrecalientan. Para un funcionamiento confiable de este circuito, se requiere que las mitades del devanado secundario sean lo más idénticas posible; generalmente se hacen enrollándolos en dos cables o dividiendo los extremos del "pigtail" en dos. La corriente que fluye en el devanado se mide por la diferencia de voltaje en las mitades cargada y libre, ya que están cargadas a su vez.