Соленоид стартера что это

Пять советов, которые помогут проверить стартер

К сожалению, вы не увидите источник проблемы, если система внезапно выйдет из строя. И неоднократно поворачивая ключ зажигания, надеясь, что в конце концов двигатель запустится – процедура, которая, увы, не всегда помогает. Чаще всего это наоборот – создает больше проблем.

Однако, автомобиль – это не живой организм, а вполне понятная система. К счастью, источник проблемы кроется в предсказуемых узлах и компонентах. Если автомобиль не хочет заводиться, в вашем распоряжении есть более одной стратегии, которая поможет вам проверить весь автомобиль. Независимо от того, не хватает ли питания, плохой электрический контакт или плохой стартовый компонент, используйте эти пять советов по устранению неполадок, чтобы снова запустить ваш двигатель.

Начните с одного из наиболее распространенных источников проблем с запуском двигателя.

Коррозия, окисление и разрушение аккумулятора

Проверка напряжения аккумулятора

Вам нужно знать, достаточно ли у вас напряжения в батарее для управления стартерным двигателем, измерьте ресурс аккумулятора при помощи вольтметра.

1. Установите вольтметр в диапазон выше напряжения батареи, например, 20 вольт на шкале напряжения постоянного тока.
2. Включите измеритель и подключите провода к клеммам аккумуляторной батареи. Прикоснитесь к отрицательному и положительному выводам вольтметра.
3. Включите фары вашего автомобиля.
4. Проанализируйте показатели вольтметра. Ваша батарея должна иметь напряжение между 12,4 В (75% заряда) и 12,6 В (100% заряда) для правильной работы стартерного двигателя. Если напряжение меньше 12,4 В, зарядите аккумулятор и попытайтесь снова запустить двигатель.

Ели вы обнаружили напряжение 12,4 В или менее на батарее, которой 3-4 года или больше, советуем проверить батарею гидрометром. Гидрометр – это простой инструмент, который позволяет вам узнать о состоянии заряда и работоспособности аккумулятора. Таким образом, вы узнаете, все ли ячейки батареи исправно работают.

Самые частые источники проблем

• Отсутствие электрических соединений в стартовой системе.
• Грязные соединения.
• Коррозионные клеммы аккумулятора.
• Изношенные или неисправные стартовые системные части.

Проверка проводников

Коррозия вокруг клемм аккумулятора предотвращает поток электрического тока. Это обычная проблема в аккумуляторной или стартовой системе, которая обсуждается, как ни странно, не так часто. Если вы заметили коррозию вокруг одной или обоих батарейных клемм, очистите их раствором пищевой соды и теплой водой.

1. Смешайте 8 унций теплой воды на 1 столовую ложку пищевой соды в маленьком контейнере.
2. Тщательно перемешайте раствор.
3. Отсоедините клеммы от аккумулятора и примените раствор к клеммам аккумулятора с помощью мягкой щетки.
4. Очистите верхнюю часть батареи раствором, а также удалите грязь и кислоту, которая истощает заряд батареи, но не позволяйте очищающему раствору просачиваться под наполнительные колпачки.
5. Снимите крышки с верхней части батареи и проверьте уровень электролита. Электролит должен доходить до нижней части наполнителей. При необходимости добавьте дистиллированную воду, чтобы довести электролит до нужного уровня.
6. Проверьте лоток, в котором находится аккумулятор, и очистите его.
7. Подсоедините провода к клеммам и повторите попытку запуска двигателя.

Проверка соленоида

Проверьте функциональность соленоида стартера (маленький цилиндр сверху стартера) или реле стартера. Большинство автомобилей Ford используют дистанционное реле стартера вместо соленоида. Положительный (красный) аккумуляторный кабель подключается непосредственно к реле соленоида или стартера. Не можете найти реле? Обратитесь в сервисный центр за помощью.

Если соленоид или реле не работают, автомобиль не может запустится.

• Чтобы быстро проверить соленоид, отключите пусковую систему, отсоединив толстый провод от центра крышки распределителя или удалив предохранитель топливного насоса. Если необходимо, обратитесь к руководству по ремонту вашего автомобиля, чтобы найти предохранитель. Это предотвратит случайный запуск двигателя при проверке реле соленоида или стартера.
• Если вы отсоединили провод от распределителя, заземлите его на болт или неокрашенный металлический кронштейн на блоке двигателя с помощью перемычки.
• Попросите помощника попробовать запустить мотор. Если вы слышите отчетливый и громкий щелчок, это означает, что электрический ток достигает соленоида, и он работает правильно. Если вы слышите слабый щелчок или странный звук, проверьте провода, подключенные к соленоиду стартера или реле.
• Проверьте наличие грязных, ослабленных, отсоединенных или оборванных проводов, которые предотвратят попадание электрического тока в двигатель. Если провода и соединения находятся в хорошем состоянии, стартер, соленоид или реле неисправен, и вам необходимо его заменить.

Компоненты стартера: 1- Основной корпус, 2- Муфта сцепления, 3 – Ротор, 4 – Арматура, 5 – Полевые катушки, 6 – Соленоид

Проверка двигателя стартера

В зависимости от модели вашего автомобиля, вам может потребоваться поднятие передней части автомобиля или снятие впускного коллектора. Лишь так, в большинстве случаев можно добраться до стартера. При необходимости обратитесь к руководству по ремонту автомобилей для вашей конкретной модели.

Если вам нужно поднять автомобиль, надежно поддерживайте его на подставках, задействуйте стояночный тормоз и блокируйте колеса, чтобы автомобиль самопроизвольно не начал катиться.

Убедитесь, что болты крепления стартера плотно затянуты. Свободные монтажные болты будут мешать сцеплению привода стартера и маховика. Когда это произойдет, вы услышите характерный шелест. Это происходит из-за того, что колесная шестерня на маховике и шестерня не могут правильно касаться друг друга.

Если крепежные болты затянуты, снимите стартер с автомобиля и проверьте шестерню – это маленькая шестерня на передней части стартера, которая цепляет маховик, чтобы зажать двигатель. Проверьте состояние зубьев шестерни. Изношенные или поврежденные зубья зубчатого колеса не позволят вам проворачивать двигатель.

Используя стандартную отвертку, попробуйте повернуть шестерню в обоих направлениях. Передача должна вращаться только в одном направлении. Если он перемещается в обоих направлениях или вообще не перемещается, замените стартер.

Обязательно просмотрите следующее видео, чтобы получить визуальную ссылку на проблемы, на которые вы хотите обратить внимание.

Если вы подозреваете стартерный двигатель, отвезите его в магазин автозапчастей для тестирования. Стартовый мотор может иметь изношенные щетки, якорь, вал или обгоревшую обмотку, что может вызвать необычные шумы, чрезмерный ток, медленное проворачивание или отсутствие проворачивания.

Быстрый осмотр позволит оценить состояние механизма привода и общее состояние двигателя стартера, независимо от того, потребляет ли стартер достаточный ток для работы.

Когда вы сталкиваетесь с проблемами в работе автомобильного стартера, помните, что отсутствие надлежащего обслуживания батареи, неисправные электрические соединения и компоненты не позволят вашей стартовой системе работать должным образом. Независимо от источника проблемы, эти советы по устранению неполадок помогут вам, если ваш автомобиль не может запуститься.

Проверка маховика

Если вы демонтируете стартер для проверки, у вас будет хороший шанс проверить маховик. Маховик – это большое тяжелое колесо между двигателем и трансмиссией. В него входит шестерня стартера.

1. Как только вы удалите стартер, установите нейтральную передачу.
2. Попросите помощника повернуть коленчатый вал, повернув центральный болт на шкиве коленвала с помощью храпового механизма. Вы найдете этот шкив спереди и сзади блока цилиндров. Он вращает привод или змеевик для запуска генератора, насоса рулевого управления и других компонентов.
3. Следите за маховиком, когда он вращается, и убедитесь, что зубья в хорошем состоянии. Отсутствующие или поврежденные зубы препятствуют запуску двигателя стартера. При необходимости замените маховик.

Соленоиды – устройство, работа, применение

В этой статье речь пойдет о соленоидах. Сначала рассмотрим теоретическую сторону данной темы, затем практическую, где отметим сферы применения соленоидов в различных режимах их работы.

Соленоидом называется цилиндрическая обмотка, длина которой значительно превышает ее диаметр. Само слово соленоид образовано сочетанием двух слов — solen и eidos, первое из которых переводится как труба, второе — подобный. То есть соленоид — это катушка, по форме напоминающая трубу.

Соленоиды, в широком смысле, — это катушки индуктивности, наматываемые проводником на цилиндрический каркас, которые могут быть как однослойными, так и многослойными . Поскольку длина намотки соленоида сильно превышает его диаметр, то при подаче постоянного тока через такую обмотку, внутри нее, во внутренней полости, формируется почти однородное магнитное поле.

Зачастую соленоидами называют некоторые исполнительные механизмы, электромеханического принципа работы, как например соленоидный клапан автоматической коробки передач автомобиля или втягивающее реле стартера. Как правило, в качестве втягиваемой части выступает ферромагнитный сердечник, а сам соленоид оснащен снаружи магнитопроводом, так называемым ферромагнитным ярмом.

Если в конструкции соленоида магнитный материал отсутствует, то при протекании по проводнику постоянного тока, вдоль оси катушки формируется магнитное поле, индукция которого численно равна:

Где, N – число витков в соленоиде, l – длина намотки соленоида, I – ток в соленоиде, μ0 — магнитная проницаемость вакуума.

На краях соленоида магнитная индукция вдвое меньше, чем внутри него, поскольку обе половины соленоида в месте их объединения привносят равный вклад в магнитное поле, создаваемое током соленоида. Это можно сказать о полубесконечном соленоиде или о достаточно длинной, по отношению к диаметру каркаса, катушке. Магнитная индукция по краям будет равна:

Поскольку соленоид — это в первую очередь катушка индуктивности, то как и любая катушка, обладающая индуктивностью, соленоид способен запасать в магнитном поле энергию, численно равную работе, которую совершает источник для создания в обмотке тока, порождающего магнитное поле соленоида:

Изменение тока в обмотке приведет к возникновению ЭДС самоиндукции, и напряжение на краях провода обмотки соленоида будет равно:

Индуктивность соленоида будет равна:

Где, V – объем соленоида, z – длина провода в обмотке соленоида, n – число витков в единице длины соленоида, l – длина соленоида, μ0 — магнитная проницаемость вакуума.

При пропускании через провод соленоида переменного тока, магнитное поле соленоида так же будет переменным. Сопротивление соленоида переменному току имеет комплексный характер, и включает в себя как активную, так и реактивную составляющие, определяемые индуктивностью и активным сопротивлением провода обмотки.

Практическое использование соленоидов

Соленоиды применяются во многих отраслях промышленности и во многих областях гражданской сферы деятельности. Часто поступательные электроприводы — это как раз пример работы соленоидов на постоянном токе. Ножницы отрезания чеков в кассовых аппаратах, клапаны двигателей, тяговое реле стартера, клапаны гидравлических систем и т. д. На переменном токе соленоиды работают в качестве индукторов тигельных печей.

Обмотки соленоидов, как правило, изготавливают из медного, реже — из алюминиевого провода. В высокотехнологичных отраслях применяют обмотки из сверхпроводников. Сердечники могут быть железными, чугунными, ферритовыми или из иных сплавов, часто в форме пакета листов, а могут и вовсе отсутствовать.

В зависимости от назначения электрической машины, сердечник делается из того или иного материала. Устройства типа подъемных электромагнитов, сортирующие семена, очистители угля и т. д. Далее рассмотрим несколько примеров применения соленоидов.

Электромагнитный клапан трубопровода

Пока напряжение на обмотку соленоида не подано, тарелка клапана плотно прижата к пилотному отверстию пружиной, и трубопровод перекрыт. При подаче тока в обмотку клапана, якорь и соединенная с ним тарелка клапана поднимаются, втягиваясь катушкой, противодействуя пружине, и открывая пилотное отверстие.

Разность давлений с разных сторон от клапана приводит к движению жидкости в трубопроводе, и пока на катушку клапана подано напряжение, трубопровод не перекрыт.

Когда питание с соленоида снято, пружину больше ничего не удерживает, и тарелка клапана устремляется вниз, перекрывая пилотное отверстие. Трубопровод вновь перекрыт.

Втягивающее реле стартера автомобиля

Стартер является по сути мощным мотором постоянного тока с питанием от аккумулятора автомобиля. В момент пуска двигателя зубчатая шестерня стартера (бендикс) должна быстро сцепиться с маховиком коленвала на некоторое время, и одновременно включается мотор стартера. Соленоид здесь — обмотка втягивающего реле стартера.

Втягивающее реле установлено на корпусе стартера, и при подаче питания к обмотке реле происходит втягивание железного сердечника, соединенного с механизмом, выдвигающим шестерню вперед. После пуска двигателя питание с обмотки реле снимается, и шестерня возвращается обратно благодаря пружине.

В соленоидных электрозамках ригель приводится в движение усилием электромагнита. Такие замки применяются в системах контроля доступа и в шлюзовых дверных системах. Оборудованная таким замком дверь может быть открыта только в период действия управляющего сигнала. После снятия этого сигнала закрытая дверь останется запертой независимо от того, открывалась ли она.

К преимуществам соленоидных замков можно отнести их конструкцию — она намного проще, чем у моторных замков, более износостойка. Как видим, здесь соленоид снова работает в паре с возвратной пружиной.

Соленоидный индуктор сквозного нагрева

При сквозном нагреве используют обычно соленоидные многовитковые индукторы. Обмотку индуктора изготавливают из медной трубки с водяным охлаждением или из медной шины.

В установках средней частоты используют однослойные обмотки, а в установках промышленной частоты обмотка может быть как однослойной, так и многослойной. Это связано с возможным уменьшением электрических потерь в индукторе и с условиями согласования параметров нагрузки и с параметрами источника питания по напряжению и коэффициенту мощности. Для обеспечения жесткости катушки индуктора чаще всего применяют ее стяжку между торцовыми асбоцементными плитами.

В современных установках индукционной закалки и нагрева соленоиды работают в режиме питания переменным током высокой частоты, поэтому ферромагнитный сердечник им, как правило, не нужен.

В однокатушечных соленоидных двигателях включение и выключение рабочей катушки приводит к механическому движению кривошипно-шатунного механизма, причем возврат осуществляется опять же пружиной, подобно тому, как это происходит в электромагнитном клапане и в соленоидном замке.

В многокатушечных соленоидных двигателях попеременное включение катушек осуществляется при помощи вентилей. К каждой катушке ток от источника питания подается в один из полупериодов синусоидального напряжения. Сердечник поочередно втягивается то одной, то другой катушкой, совершая возвратно-поступательное движение, приводя во вращение коленчатый вал или колесо.

Соленоиды на экспериментальных установках

Экспериментальные установки типа детектора ATLAS, работающие на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН, используют мощные электромагниты, которые тоже включают в себя соленоиды. Эксперименты в физике элементарных частиц проводятся с целью обнаружения строительных блоков материи и изучения фундаментальных сил природы, на которых держится наша Вселенная.

Наконец, ценители наследия Николы Тесла всегда используют соленоиды для построения катушек. Вторичная обмотка трансформатора Тесла — не что иное, как соленоид. И длина провода в катушке оказывается очень важной, ведь строители катушек используют здесь соленоиды не как электромагниты, а как волноводы, как резонаторы, в которых как в любом колебательном контуре есть не только индуктивность провода, но и емкость, формируемая в данном случае расположенными вплотную друг к другу витками. Кстати, тороид на вершине вторичной обмотке призван как раз скомпенсировать эту распределенную емкость.

Надеемся, что наша статья была для вас полезной, и теперь вы знаете, что такое соленоид, и как много сфер его применения есть в современном мире, ведь перечислили мы отнюдь не все из них.

Стартер

Система запуска двигателя включает в себя:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАРТЕРОВ

Стартер – это электродвигатель постоянного тока, способный давать достаточно большую мощность для своих размеров. Одно из того, что позволяет этому двигателю давать большую мощность это то, что он имеет большую скорость вращения. Он движет двигатель через маленькое зубчатое колесо, входящее в оборудование стартера, которое вращает большое зубчатое колесо (маховик) с сильно уменьшенной скоростью. Другой фактор, позволяющий достигать большей мощности, это то, что он работает в прерывистом режиме, т.е. только при запуске. Таким образом, у стартера небольшая потребность в циркуляции воздуха и можно поместить обмотки в небольшое пространство.

Соленоид стартера

Соленоид стартера – это магнитный прибор, который использует малый ток, подводимый к цепи питания включения стартера от включателя зажигания. Этот магнит при своей работе движет плунжер, который механически сцепляется со стартером и электрически замыкает толстый провод, который соединяет стартер с батареей. Цепь включения стартера состоит из включателя стартера, находящегося во включателе зажигания, и проводов для соединения их с соленоидом или реле стартера.

Шестерня, которая служит для передачи вращения, монтируется на односторонней муфте. Эта муфта посажена на шлицах на вал якоря стартера. Когда ключ зажигания поворачивается в положение запуска, плунжер соленоида подводит шестерню к зубчатому венцу маховика через кольцо и пружину. Если зуб шестерни и маховика в точности совпадут, то шестерня немедленно войдет в зацепление с маховиком. Если зуб входит в другой, то пружина будет сжата и будет воздействовать на зубья, чтобы удержать их в зацеплении до тех пор, пока стартер крутит. Так как соленоид достигает конца своего хода, то он замыкает контакт батареи и стартера, и тогда двигатель проворачивается стартером.

Как только двигатель завелся, колесо маховика начинает крутиться быстрее, чем крутится шестерня при самой высокой скорости вращения. В этом случае односторонняя муфта (бендикс) начинает давать возможность шестерне вращаться быстрее, чем вал стартера, так что стартер не будет работать при повышенной скорости. Когда ключ зажигания убирается из позиции «запуск», соленоид обесточивается и пружина, находящаяся внутри соленоида, выдавливает шестерню из зацепления, а также прекращается подача тока к стартеру.

Между шестерней и рычагом привода из пускового реле имеется пружина, так что в случае неточного совпадения зубцов, когда шестерня побуждается войти в зацепление с венцом маховика, соленоид продолжает работать и обеспечивает подачу напряжения. Шестерня сразу же войдет в зацепление, как только вал стартера начнет вращаться.

Линейный соленоид

В данной статье мы подробно поговорим про линейный соленоид, опишем принцип его работы, разберем конструкции линейного и вращательного соленоида, а так же вы узнаете как снизить энергопотребление соленоида.

Описание и принцип работы соленоида

Линейный соленоид работает на том же основном принципе, что и электромеханическое реле, описанное в предыдущем уроке, и точно так же, как и реле, они также могут переключаться и управляться с помощью транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Линейный соленоид — это электромагнитное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое толкающее или тянущее усилие или движение.

Линейный соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или «плунжером», который может свободно перемещать или скользить «ВХОД» и «ВЫХОД» в корпусе катушек. Соленоиды могут использоваться для электрического открывания дверей и защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения и управления роботизированными конечностями и механизмами и даже для включения электрических выключателей только путем подачи питания на его катушку.

Соленоиды доступны в различных форматах, причем наиболее распространенными типами являются линейный соленоид, также известный как линейный электромеханический привод (LEMA) и вращающийся соленоид. Эти виды и не только вы можете найти и приобрести на Алиэкспресс.

Оба типа соленоидов, линейный и вращательный доступны в виде удержания (с постоянным напряжением) или в виде защелки (импульс ВКЛ-ВЫКЛ), при этом типы защелки используются в устройствах под напряжением или при отключении питания. Линейные соленоиды также могут быть разработаны для пропорционального управления движением, где положение плунжера пропорционально потребляемой мощности.

Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует магнитное поле, и направление этого магнитного поля относительно его северного и южного полюсов определяется направлением потока тока внутри провода. Эта катушка проволоки становится « электромагнитом » со своими собственными северным и южным полюсами, точно такими же, как у постоянного магнита.

Сила этого магнитного поля может быть увеличена или уменьшена либо путем управления количеством тока, протекающего через катушку, либо путем изменения количества витков или петель, которые имеет катушка. Пример «электромагнита» приведен ниже.

Магнитное поле, создаваемое катушкой

Когда электрический ток проходит через обмотки катушек, он ведет себя как электромагнит, и плунжер, который находится внутри катушки, притягивается к центру катушки с помощью магнитного потока внутри корпуса катушек, который, в свою очередь, сжимает небольшая пружина прикреплена к одному концу плунжера. Сила и скорость движения плунжеров определяются силой магнитного потока, генерируемого внутри катушки.

Когда ток питания выключен (обесточен), электромагнитное поле, созданное ранее катушкой, разрушается, и энергия, накопленная в сжатой пружине, заставляет поршень вернуться в исходное положение покоя. Это движение плунжера вперед и назад известно как «ход» соленоидов, другими словами, максимальное расстояние, на которое плунжер может проходить в направлении «вход» или «выход», например, 0–30 мм.

Такой тип соленоида обычно называется линейным соленоидом из-за линейного направленного движения и действия плунжера. Линейные соленоиды доступны в двух основных конфигурациях, которые называются «тягового типа», так как он тянет подключенную нагрузку к себе, когда они находятся под напряжением, и «толкающего типа», которые действуют в противоположном направлении, отталкивая его от себя при подаче питания. Как притягивающие, так и толкающие типы обычно имеют одинаковую конструкцию, с разницей в расположении возвратной пружины и конструкции плунжера.

Конструкция линейного соленоида вытяжного типа

Линейные соленоиды полезны во многих устройствах, которые требуют движения открытого или закрытого типа (например, внутри или снаружи), таких как дверные замки с электронным управлением, пневматические или гидравлические регулирующие клапаны, робототехника, управление автомобильным двигателем, ирригационные клапаны для полива сада и даже для дверного звонка. Они доступны как открытая рама, закрытая рама или герметичные трубчатые типы.

Вращательный соленоид

Большинство электромагнитных соленоидов являются линейными устройствами, создающими линейную силу движения или движения вперед и назад. Однако имеются также вращательные соленоиды, которые производят угловое или вращательное движение из нейтрального положения либо по часовой стрелке, против часовой стрелки, либо в обоих направлениях (в двух направлениях).

Вращающиеся соленоиды можно использовать для замены небольших двигателей постоянного тока или шаговых двигателей, если угловое движение очень мало, а угол поворота — это угол, смещенный от начального к конечному положению.

Обычно доступные ротационные соленоиды имеют перемещения 25, 35, 45, 60 и 90 o, а также многократные перемещения к определенному углу и от него, такие как самовосстановление в двух положениях или возврат в нулевое вращение, например, от 0 до 90- до -0 ° , самовосстановление в 3 положениях, например от 0 ° до +45 ° или от 0 ° до -45 °, а также фиксация в 2 положениях.

Вращающиеся соленоиды производят вращательное движение, когда под напряжением, обесточено, или изменение полярности электромагнитного поля изменяет положение ротора с постоянными магнитами. Их конструкция состоит из электрической катушки, намотанной вокруг стальной рамы с магнитным диском, соединенным с выходным валом, расположенным над катушкой.

Когда катушка находится под напряжением, электромагнитное поле генерирует множество северных и южных полюсов, которые отталкивают соседние постоянные магнитные полюса диска, заставляя его вращаться на угол, определяемый механической конструкцией вращающегося соленоида.

Вращающиеся соленоиды используются в торговых автоматах или игровых автоматах, для управления клапанами, затворами камер со специальными высокоскоростными, низкоэнергетическими или регулируемыми позиционирующими соленоидами с высоким усилием или крутящим моментом, такими как те, которые используются в точечно-матричных принтерах, пишущих машинках, автоматах или в автомобилях.

Электромагнитное переключение

Обычно соленоиды, линейные или вращающиеся, работают с приложением постоянного напряжения, но их также можно использовать с синусоидальными напряжениями переменного тока, используя двухполупериодные мостовые выпрямители для выпрямления питания, которые затем можно использовать для переключения соленоида постоянного тока. Малые соленоиды типа DC могут легко управляться с помощью транзисторных или полевых МОП-транзисторов и идеально подходят для использования в роботизированных устройствах.

Однако, как мы видели ранее с электромеханическими реле, линейные соленоиды являются «индуктивными» устройствами, поэтому требуется некоторая электрическая защита через катушку соленоида для предотвращения повреждения полупроводникового переключающего устройства высокими обратными ЭДС. В этом случае используется стандартный «Диод маховика», но вы также можете использовать стабилитрон или варистор малого значения.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода.

Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена. Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее.

Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении. Одним из способов достижения этого является последовательное подключение подходящего «удерживающего» резистора с катушкой соленоида, например:

Здесь контакты переключателя замыкаются, замыкая сопротивление и передавая полный ток питания непосредственно на обмотки электромагнитных катушек. После подачи питания контакты, которые могут быть механически связаны с плунжером электромагнитного действия, размыкаются, соединяя удерживающий резистор R _H последовательно с катушкой соленоида. Это эффективно соединяет резистор последовательно с катушкой.

Используя этот метод, соленоид может быть подключен к его источнику напряжения на неопределенный срок (непрерывный рабочий цикл), так как мощность, потребляемая катушкой, и выделяемое тепло значительно уменьшаются, что может быть до 85-90% при использовании подходящего силового резистора. Однако мощность, потребляемая резистором, также будет генерировать определенное количество тепла, I 2 R (закон Ома), и это также необходимо учитывать.

Рабочий цикл соленоида

Другим более практичным способом уменьшения тепла, выделяемого катушкой соленоидов, является использование «прерывистого рабочего цикла». Прерывистый рабочий цикл означает, что катушка многократно переключается «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на подходящей частоте, чтобы активировать механизм плунжера, но не дать ему обесточиться во время периода ВЫКЛ. Прерывистое переключение рабочего цикла является очень эффективным способом уменьшения общей мощности, потребляемой катушкой.

Рабочий цикл (% ED) соленоида — это часть времени «ВКЛ», когда на электромагнит подается напряжение, и это отношение времени «ВКЛ» к общему времени «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для одного полного цикла операций. Другими словами, время цикла равно времени включения плюс время выключения. Рабочий цикл выражается в процентах, например:

Затем, если соленоид включен или включен на 30 секунд, а затем выключен на 90 секунд перед повторным включением, один полный цикл, общее время цикла включения / выключения составит 120 секунд, (30 + 90) поэтому рабочий цикл соленоидов будет рассчитываться как 30/120 сек или 25%. Это означает, что вы можете определить максимальное время включения соленоидов, если вам известны значения рабочего цикла и времени выключения.

Например, время выключения равно 15 секундам, рабочий цикл равен 40%, поэтому время включения равно 10 секундам. Соленоид с номинальным рабочим циклом 100% означает, что он имеет постоянное номинальное напряжение и поэтому может быть оставлен включенным или постоянно включен без перегрева или повреждения.

В этом уроке о соленоидах мы рассматривали как линейный соленоид, так и вращающийся соленоид как электромеханический привод, который можно использовать в качестве выходного устройства для управления физическим процессом. В следующем уроке мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых исполнительными механизмами, и устройства, которое снова преобразует электрический сигнал в соответствующее вращательное движение, используя электромагнетизм. Тип устройства вывода, которое мы рассмотрим в следующем уроке — это двигатель постоянного тока.