Как собрать простое пуско зарядное. Зарядно-пусковое устройство. Схема и подробное описание. Материалы и инструменты

Надежный запуск двигателя легкового автомобиля зимой иногда может превратиться в проблему. Особенно актуален этот вопрос для мощной автотракторной техники сельхозпредприятий, дорожно–коммунальных служб, которые эксплуатируют её в условиях безгаражного хранения. Этого не произойдёт, если под рукой будет электронный помощник, изготовить который может радиолюбитель средней квалификации.

Рис.1 Схема однофазного пускового устройства.

Scт = 27 см2, Scт = а? в (Scт – площадь сечения магнитопровода, см2)

Рис.3 Общий вид однофазного пускового устройства.

Изложенная методика расчета пускового устройства является универсальной и применима к двигателям любой мощности. Продемонстрируем это на примере стартера СТ–222 А, применяемого на тракторах Т–16, Т–25, Т–30 Владимирского тракторного завода.

Основные сведения о стартере СТ-222 А:

номинальное напряжение – 12 В;
номинальная мощность – 2,2 кВт;
тип аккумуляторной батареи – 2 ?3СТ–150.

Значит:
Iр=3 · С20= 3 · 150 А = 450 А,
Мощность, подводимая к стартеру составит:
Рст = 10,5 В · 450 А = 4725 Вт.
Учитывая мощность потерь:
Рп = 1–1,3 кВт.
Мощность трансформатора пускового устройства:
Ртр = Рст + Рп = 6 кВт.
Сечение магнитопровода Scт = 46–50 см2. Плотность тока в обмотках берут равной:
j = 3 – 5 А/мм2.

Кратковременный режим работы пускового устройства (5–10 секунд) допускает его использование в однофазных сетях. Для более мощных стартеров трансформатор пускового устройства должен быть трёхфазным. Расскажем об особенностях его конструкции на примере пускового устройства для мощного дизельного трактора “Кировец” (К–700, К–701). Его стартер СТ–103А–01 имеет номинальную мощность 8,2 кВт при номинальном напряжении 24 В. Мощность трансформатора пускового устройства (с учётом потерь) составит:

Ртр = 16 – 20 кВт.

Упрощенный расчёт трёхфазного трансформатора производят с учётом рекомендаций, изложенных в . Если есть возможность, можно воспользоваться промышленными понижающими трансформаторами типа ТСПК–20А, ТМОБ–63 и др., подключаемыми к трёхфазной сети напряжением 380/220 В и вторичным напряжением 36 В. Такие трансформаторы применяются для электрообогрева полов, помещений в животноводстве, свиноводстве и т.д. Схема пускового устройства на трёхфазном трансформаторе выглядит следующим образом (см рис.4).

Рис.4 Пусковое устройство на трёхфазном трансформаторе.

МП – магнитный пускатель типа ПМЛ–4000, ПМА–4000 или подобные им для коммутации устройств мощностью 20 кВт. Пусковая кнопка SВ1 типа КУ–121–1, КУ–122–1М и т.д.

Здесь применён трёхфазный однополупериодный выпрямитель, позволяющий получить напряжение холостого хода 36 В. Его повышенное значение объясняется применением более длинных кабелей, соединяющих пусковое устройство со стартером (для крупногабаритной техники длина кабелей достигает 4 м). Применение трёхфазного трансформатора даёт более широкие возможности для получения требуемого напряжения пускового устройства. Его значение можно изменять, включая обмотки “звездой”, “треугольником”, применять однополупериодное или двухполупериодное (схема Ларионова) выпрямление.

В заключение несколько общих советов и рекомендаций:

– Применение тороидальных трансформаторов для однофазных пусковых уст-ройств не обязательно и продиктовано их лучшими массово-габаритными показателями. Вместе с тем, технология их изготовления наиболее трудоёмка.

– Расчёт трансформатора пускового устройства имеет некоторые особенности. Например, расчёт количества витков на 1 В рабочего напряжения по формуле: Т=30/Sст, объясняется желанием “выдавить” из магнитопровода максимум возможного в ущерб экономичности. Это оправдано его кратковременным (5–10 секунд) режимом работы. Если габариты не играют решающей роли, можно использовать более щадящий режим, проведя расчёт по формуле: Т=35/Sст. Сечение магнитопровода берут на 25–30 % больше.

– Мощность, которую можно “снять” с имеющегося тороидального сердечника, примерно равна мощности трёхфазного асинхронного электродвигателя, из которого изготовлен этот сердечник. Если мощность двигателя не известна, то её можно приблизительно рассчитать по формуле:

Рдв = Ѕст? Ѕок,

где Рдв – мощность двигателя, Вт; Ѕст – площадь сечения магнитопровода, см2 Ѕст = а?в Ѕок – площадь окна магнитопровода, см2 (см рис.2)

Ѕок = 0,785 · D2

– Сердечник трансформатора к рамке-основанию крепится двумя П-образными скобами. С помощью изолирующих щайб необходимо избежать появления ко-роткозамкнутого витка, образованного скобой с рамкой.

– Учитывая, что напряжение холостого хода в трёхфазном пусковом устройстве выше 28 В, пуск двигателя производится в следующей последовательности:

1. Соединить клещи пускового устройства с выводами стартера.
2. Водитель включает стартер.
3. Помощник нажимает на пусковую кнопку ЅВ1 и после устойчивой работы двигателя сразу её отпускает.

– При использовании мощного пускового устройства в стационарном варианте по требованиям ТБ его необходимо заземлить. Рукоятки соединительных клещей должны быть в резиновой изоляции. Во избежание путаницы “плюсовую” клещ-ню желательно пометить, например, красной изолентой.

– При пуске аккумуляторную батарею можно и не отключать от стартера. В этом случае клещи присоединяют к соответствующим выводам аккумулятора. Чтобы избежать перезарядки аккумулятора, пусковое устройство после запуска двигате-ля отключают.

– Для уменьшения магнитного рассеяния, вторичные обмотки трансформатора лучше наматывать первыми на сердечник, а затем наматывают первичную обмотку.

Вчера на ночь забыл отключить габариты. На утро автомобиль не завелся, а машина нужна срочно. Пока искал у кого бы «прикурить» вспомнил, что в багажнике лежит бытовой сварочный ММА-инвертор. Вот и подумал,

а почему бы не зарядить автомобильный аккумулятор с помощью сварочного инвертора?

Зарядить аккумулятор с помощью инвертора можно, если он оснащен пуско-зарядной функцией. Например, аппарат (на фото) способен перезарядить аккумулятор или запустить двигатель. Установите на выходе вашего инвертора напряжение 12В, ток 3А, если нужно зарядить аккумулятор легкового автомобиля. Ампераж рассчитывается как 1/20*Р, где Р-мощность батареи. Время выдержки 30-40 мин., этого времени будет достаточно для запуска двигателя. Чтобы зарядить батарею полностью подержите ее на токе 1,5…2А 3 часа.

Если же у вас обычный бытовой инвертор ММА-сварки, пытаться с его помощью завести машину небезопасно. Вы можете испортить аккумуляторную батарею или сам инвертор. Выдать небольшой ток и напряжение он не способен, обычно на выходе регистрируют 40…60В и ток ампер 20… Кислотный аккумулятор в худшем случае может взорваться, а в лучшем аккумулятор бывший в эксплуатации осыплется и замкнет, а в новом деформируются пластины. Для того, чтобы получить ток 3А к инверторному или трансформаторному источнику питания собирают балластную схему, которая ограничит ток (это могут быть резисторы, диоды или лампочки накаливания на 60-100Вт).

Зарядное устройство из микроволновки своими руками

Можно собрать простое и мощное устройство для зарядки аккумуляторов с нуля. И стоить это будет практически ничего.

На схеме изображены (слева-направо)

Понижающий трансформатор;
Диодный мост;
Обычный вентилятор от компьютера;
Любой вольтметр;
Электролитический конденсатор на 16В, можно больше, например, 25В. Емкость от 3000 мкФ до 10000мкФ. Чем выше емкость, тем ровнее будет ток на выходе.

В разрез соединения первичной обмотки трансформатора ставится предохранитель на 15А для защиты от короткого замыкания т.к. на участке первичной обмотки напряжение высокое и опасное. Диодный мост можно использовать от 10 до 50А в зависимости от того, какие аккумуляторы вы будете заряжать данным устройством.

В интернете очень много информации по созданию зарядного устройства, как правило, это переделка компьютерного блока питания, что довольно ненадежно и дает маленькую мощность. Так же предлагают использовать уже готовые понижающие трансформаторы, которые довольно недешево стоят в магазинах и если подходить с этой точки зрения, то проще купить уже готовое зарядное устройство. Так же предлагают использовать трансформаторы от старых ламповых телевизоров, но на сегодняшний день найти такой раритет практически не реально, разве что в музее.

А вот источник питания от СВЧ-печи легко можно найти. Старых и сломанных микроволновок очень много. Это высоковольтный источник, но если перемотать его в понижающий трансформатор, можно использовать его в предложенной схеме.

Простейшие расчеты показывают, что, для того чтобы пусковое устройство эффективно работало при подключении его параллельно с аккумулятором, оно должно обеспечивать ток не менее 100 А при напряжении 10...14 В. При этом номинальная мощность используемого сетевого трансформатора Т1 (рис. 1) должна быть не менее 800 Вт. Как известно, номинальная рабочая мощность трансформатора зависит от площади сечения магнитопровода (железа) в месте расположения обмоток.

Сама схема пускового устройства довольно проста, но требует правильного изготовления сетевого трансформатора. Для него удобно использовать тороидальное железо от любого ЛАТРА - при этом получаются минимальные габариты и вес устройства. Периметр сечения железа может быть от 230 до 280 мм (у разных типов автотрансформаторов он отличается).

Перед намоткой обмоток необходимо закруглить напильником острые края на гранях магнитопровода, после чего его обматываем лакотканью или стеклотканью.

Первичная обмотка трансформатора содержит примерно 260...290 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5...2,0 мм (провод может быть любого типа с лаковой изоляцией). Намотка распределяется равномерно в три слоя, с межслойной изоляцией. После выполнения первичной обмотки, трансформатор необходимо включить в сеть и замерить ток холостого хода. Он должен составлять 200...380 мА. При этом будут оптимальные условия трансформации мощности во вторичную цепь. Если ток будет меньше, часть витков надо отмотать, если больше - домотать до получения указанной величины. При этом следует учитывать, что зависимость между индуктивным сопротивлением (а значит и током в первичной обмотке) и числом витков является квадратичной - даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока первичной обмотки.

При работе трансформатора в режиме холостого хода не должно быть нагрева. Нагрев обмотки говорит о наличии межвитковых замыканий или же продавливании и замыкании части обмотки через магнитопровод. В этом случае намотку придется выполнять заново.

Вторичная обмотка наматывается изолированным многожильным медным проводом сечением не менее 6 кв. мм (например типа ПВКВ с резиновой изоляцией) и содержит две обмотки по 15... 18 витков. Наматываются вторичные обмотки одновременно (двумя проводами), что позволяет легко получить их симметричность - одинаковые напряжения в обоих обмотках, которое должно находиться в интервале 12...13,8 В при номинальном сетевом напряжении 220 В. Измерять напряжение во вторичной обмотке лучше на временно подключенном к клеммам Х2, ХЗ нагрузочном резисторе сопротивлением 5...10 Ом.

Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы корпуса пускового устройства не только для крепления диодов, но и в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок ("плюс" диода соединен с крепежной гайкой).

Для подключения пускового устройства параллельно аккумулятору, соединительные провода должны быть изолированными и многожильными (лучше, если медные), с сечением не менее 10 кв. мм (не путать с диаметром). На концах провода, после облуживания, припаиваются соединительные наконечники.

С тем, что аккумуляторная батарея для любого автомобиля является крайне важным элементом никто не спорит. Но то, что любой батарее, вне зависимости от ее стоимости, новизны и бренда, требуется периодическое обслуживание, знает не каждый автовладелец. Кроме самого аккумулятора, постоянного внимания требует и генератор, осуществляющий постоянный заряд АКБ в процессе эксплуатации автомобиля. В итоге достаточно часто можно сталкиваться с тем, что аккумулятор оказывается недостаточно заряженным для того, чтобы без проблем запустить двигатель.

Особенно остро такая проблема вырисовывается в зимнее время, когда без посторонней помощи завести авто получается далеко не у каждого автовладельца. Это может быть связано с такими проблемами, как:

недозаряд АКБ в результате сбоев в работе авто генератора или иного устройства;
недостаток электролита, объем которого нужно периодически восполнять;
некорректная плотность электролита;
деструктивные процессы в АКБ, препятствующие нормальному процессу заряда.

Все вышеперечисленное не является «приговором» для батареи, и легко устраняется регулярным обслуживанием.

Пуско-зарядное устройство - нужно ли иметь его в гараже

Как правило, большинство автомобилистов периодически сталкиваются с проблемой трудного пуска или его полной невозможности. С наступлением холодов ситуация резко усугубляется. Путей решения уже возникшего затруднения не так много, и завести двигатель, когда сел собственный аккумулятор можно следующим образом:

с «толкача»;
путем буксировки;
прикурить аккумулятор от другого автомобиля;
быстро зарядить аккумулятор током большой силы - используется специальное устройство.

Все эти способы далеки от идеала, и невозможны в некоторых случаях. К примеру, буксировать автомобиль с АКПП невозможно, а с инжектором нежелательно. Чтобы не искать донора для прикуривания, на что крайне неохотно идут владельцы автомобилей, полезно иметь в гараже зарядно пусковое устройство для аккумулятора, которое позволяет быстро и безопасно запустить двигатель в любой мороз и при любом состоянии родной батареи.

Зарядно пусковое устройство для автомобильного аккумулятора обладает компактными размерами и высокой эффективностью, поэтому при любых проблемах с аккумулятором становится наилучшим вариантом пуска двигателя. Для его работы потребуется всего лишь электрическая розетка. Использовать портативное зарядно пусковое устройство для автомобильного аккумулятора легко - достаточно подключить плюсовой провод на соответствующую клемму аккумулятора, а минусовой на массу, поближе к стартеру. После включения ПЗУ можно легко завести двигатель, даже если аккумулятор весьма «слаб».

ПЗУ - покупать или сделать самому

При всех достоинствах устройств заводского изготовления, они все же обладают некоторыми недостатками. К их числу относится, прежде всего, высокая стоимость мощных приборов, а те, что подешевле, часто обладают слишком малой мощностью, и для зимней эксплуатации подходят мало. В качестве выхода из такого затруднения можно рассмотреть вариант собственноручного изготовления пуско-зарядного устройства для аккумулятора, для чего не потребуются особые знания в области радиоэлектроники.

Конечно, имеется и очевидный плюс - это совмещенность пускового и зарядного прибора в едином корпусе. Но при наличии отдельного «зарядника» для АКБ изготовить зарядно-пусковое устройство для аккумулятора своими руками вполне целесообразно. Для изготовления простейшего, но достаточно мощного пускового устройства потребуется один трансформатор и пару диодов. Расчетная мощность создаваемого прибора обязана составлять не менее 1,4 кВт - такого хватит для пуска мотора практически с нулевым зарядом аккумулятора. Схема ПЗУ предельно проста, но из года в год приборы, собранные таким образом, серьезно выручают множество автолюбителей.

Перед сборкой данного пускового устройства следует приготовить достаточной длины питающий кабель.

Совет! Для него оптимально использовать медный провод 2х2,5 - меньшее сечение нежелательно.

Для обеспечения удобства использования можно монтировать выключатель S1, но он должен выдерживать нагрузку не менее 10А.

Выходные параметры - важные показатели для надежной работы

Вышеприведенная схема зарядно-пускового устройства для автомобильного аккумулятора отличается своей достаточной простотой, но для создания эффективного устройства необходимо тщательно рассчитать выходные параметры - это позволит обеспечить легкий запуск и не повредит самому аккумулятору. Двигатель при попытке пуска "съедает" достаточно много энергии - не меньше 100 А, с напряжением до 14 В. Соответственно, мощность трансформатора обязана составлять не меньше 1400 Вт. Зарядно-пусковое устройство для аккумулятора автомобиля такой мощности легко запустит двигатель и вовсе без аккумулятора.

Конечно, портативное зарядно-пусковое устройство для аккумулятора, даже такой мощности не заменяет аккумулятор, который при пуске все же необходим. Стартер может потреблять при запуске до 200 А, и часть этой мощности как раз и будет обеспечиваться АКБ, пусть даже и не полностью заряженной. После удачной раскрутки коленвала энергопотребление стартера падает практически вдвое, и с этой задачей пусковое устройство вполне справиться уже самостоятельно. К слову сказать, пуско-зарядные устройства, купленные в магазине, обеспечивают не более половины этой мощности, и при сильно разряженном аккумуляторе с задачей пуска двигателя просто не справятся.

Сечение сердечника, используемого в этой конструкции составляет 36 см 2 . Провод, который используется для первичной обмотки должен иметь сечение не меньше 2 мм 2 . Будет отлично, если трансформатор с такими характеристиками будет заводского изготовления. Родная вторичная обмотка подлежит удалению, и меняется на самостоятельно намотанную. В этом случае используется банальный метод подбора. После того как наматывается, к примеру, 10 витков, трансформатор включается в сеть, и замеряется полученное напряжение.

Его необходимо разделить на число уже сделанных самостоятельно витков, т. е. 10 - получается напряжение на каждом витке. Затем необходимо 12 разделить на полученное напряжение, в результате получается требуемое количество витков каждого плеча. Для вторичной намотки подойдет медный провод в качественной изоляции с сечением не меньше 10 мм 2 . После окончания работ по созданию вторичной обмотки подключаются диоды, которые можно взять, к примеру, со старого сварочного аппарата. Если все работы выполнены правильно, контрольный замер тока в самодельном ПЗУ не превысит 13,8 В.

Как не допустить критичного разряда АКБ

Несмотря на то, что схемы зарядно-пускового устройства для АКБ не отличаются сложностью для самостоятельной сборки, использования пуско-зарядных лучше постараться все же избежать. Для этого любой аккумулятор, с момента ввода его в эксплуатацию, требует постоянного технического обслуживания. Стоит отметить, что все проводимые процедуры не отличаются сложностью и вполне могут выполняться самостоятельно:

не менее 6 раз в год следует замерять напряжение на АКБ мультиметром;
3-4 раза в год проводить контроль уровня электролита;
подвергать батарею полной зарядке на специальном зарядном устройстве;
контролировать плотность электролита - важнейший показатель, во многом определяющий работоспособность аккумулятора.

Все эти мероприятия должны носить регулярный характер, что позволит всегда быть уверенным в собственной батарее. Для проведения тестов потребуется минимальное количество «оборудования»:

Чтобы своевременно корректировать уровень потребуется еще дистиллированная вода, которая добавляется в банки при недостатке раствора, и концентрированный электролит, применяемый при падении плотности ниже расчетной для конкретного региона.

На чтение 4 мин.

Зимой запуск двигателя автомобиля может стать проблемой, особенно если аккумулятор находится не в самом лучшем состоянии. Конечно же, можно завестись с толкача, но если рядом никого нет, то сделать это будет непросто. В такой ситуации выходом может стать пуско-зарядное устройство для автомобиля. В продаже имеется большое количество различных моделей пуско-зарядных устройств, но если вы хотите немного сэкономить, то можете сделать ее своими руками.

Пуско-зарядное устройство для автомобиля – это аппарат, который используется для запуска автомобиля, когда аккумулятор не может справиться с этой задачей. Его применение крайне простое, ведь нужно просто подсоединиться к клеммам АКБ и начать процесс запуска автомобиля. Чтобы изготовить устройство своими руками, нужно приобрести нужные детали и приготовиться к работе.

Особенности изготовления

Сделать своими руками пуско-зарядное устройство довольно просто, но необходимо иметь минимальный набор знаний и умений в обращении с электроникой автомобиля. В целом схема такого аппарата не заумная, если правильно изготовить трансформатор. Рекомендуется использовать тороидальное железо (от ЛАТРА), что позволит достичь минимального веса и размеров. Что касается сечения, то оно может колебаться от 230 до 280 мм. Далее нужно переходить к установке обмотки. Однако помните, что заранее нужно завернуть края трансформатора на магнитном проводе.

Итак, обматываем его стеклом или лакотканью. Первичная обмотка должна включать в себя до 290 оборотов провода с диаметром 2.0 мм. Что касается его типа, то подойдет любой провод, имеющий лаковую изоляцию. Намотка должна иметь 3 оборота в сочетании с изоляцией. По окончании создания первого слоя обмотки необходимо подключить трансформатор и измерить ток, который должен быть 200-380 мА. Если его сила меньше, то нужно убрать несколько витков, а если больше – домотать. Также берите во внимание зависимость количества оборотов и индуктивным сопротивлением. Небольшое несоответствие оборотов приведет к сильному уменьшению силы тока в обмотке. В случае если трансформатор греется, то нужно переделать обмотку.

Из медного провода сечением не больше 6 мм.кв. необходимо сделать вторичную обмотку. Провод должен иметь резиновую изоляцию и несколько обмоток по 15-17 витков. Создавать обмотку нужно одновременно двумя проводами, что обеспечит необходимую симметричность и равное напряжение, которое колеблется от 12 до 13.8 В.

При определении напряжения вторичной обмотки рекомендуется подключиться к клеммам резистора. Выпрямительные диоды используются для соединения металлических элементов внешней части, обеспечивая при этом крепление и теплоотвод, поскольку плюс диода закреплен с крепежной гайкой.

Пуско-зарядное устройство подключается к автомобилю параллельно батарее, но для этого необходимо заранее изолировать многожильные провода, используемые для соединения. Наиболее подходящий вариант – провода из меди с сечением на уровне 10 мм.кв. На концы проводов нужно припаять специальные наконечники. Что касается контактов включателя, то необходимо иметь в виду, что сила тока по ним передается на уровне 5 А.

Сделать своими руками простое пуско-зарядное устройство под силу практически каждому автолюбителю. Главное, четко следовать инструкции и подбирать правильные детали. Именно поэтому можно сформировать краткие рекомендации, среди которых основными являются:

При выборе трансформатора необходимо учитывать запас мощности. Чем выше мощность, тем меньше будет пуско-зарядное устройство греться во время работы, что положительно повлияет на срок эксплуатации. Если в дальнейшем по каким-то причинам вы захотите изменить устройство своими руками и сделать его энергозатратность больше, то вам не нужно будут устанавливать другой транзистор, поскольку запас мощности будет достаточным. Учитывая, что это самая дорогая деталь, такая особенность не может не привлекать.
Провода для зарядки можно сделать из обычного кабеля, предварительно очистив изоляцию. Однако делать это нужно только в тех местах, где они подключаются к АКБ. Что касается типа провода, то он должен быть сделан из меди и иметь отличную изоляцию. Это очень важно, ведь если сечение проводов будет слишком маленьким, то они будут нагреваться при запуске двигателя автомобиля. Для удобства провода пуско-зарядного аппарата своими руками можете сделать съемными.
Провода высокого напряжения также должны иметь хорошую изоляцию. Таким образом, провода будут хорошо защищены, и не будут путаться.