Диагностируем и ремонтируем втягивающее реле стартера

Прежде чем приступить к диагностике стоит знать назначение втягивающего реле. Эта деталь стартера служит для подачи тока на электродвигатель стартера и привода бендикса для зацепления его с маховиком. В данной статье будет подробно описано устройство и работа втягивающего реле стартера, а также диагностика и его ремонт.

Как работает втягивающее реле стартера

Вся работа реле базируется на принципе электромагнетизма. Есть сердечник, устройство которого напоминает полую трубку с расположенным внутри якорем, который, в свою очередь оснащен проволочной обмоткой. При появлении тока в катушке образуется электромагнитное поле, которое заставляет якорь войти в сердечник. После отключения подачи тока якорь может перемещаться свободно, что позволяет ему автоматически произвести разъединения бендикса с маховиком.

В большинстве случаев втягивающее реле стартера состоит из корпуса, магнита с обмотками, якоря, возвратной пружины, контактов. Катушка реле напрямую подключена к электромотору стартера и к клемме, через которую производится управление включения стартера. В свою очередь удерживающая катушка подключается к выводу управления, который контактирует с корпусом стартера.

При подачи на контакт управления электротока в катушке создается электромагнитная индукция, которая, в свою очередь, образует электромагнитное поле, приводящее в движение якорь. Якорь с бендиксом входит в зацепление с маховиком и в это же время замыкаются контакты, через которые ток от АКБ подается к электродвигателю стартера и тот в свою очередь крутит маховик двигателя.
После запуска двигатель, когда ключ зажигание откидывается с положения “START” происходит отключение питания и якорь возвращается в исходное положение, при этом контакты питания электромотора размыкаются и тот останавливаются.

Диагностируем поломки втягивающего реле

Как правило, сам стартер и его втягивающее реле узел надежный и выходит из строя не так часто.

Основной причиной поломки в большинстве случаев является физический износ деталей стартера, подгорание контактов, а также разрушение компонентов. Признаками выхода из строя втягивающего реле являются невозможность отключения стартера после запуска двигателя, при этом слышно характерное жужжание. Вращение стартера, но при этом маховик не прокручивается, а двигатель не запускается. При повороте ключа зажигания в положение “START” стартер не включается, место этого слышен только щелчок.

Как проверить работу втягивающего реле стартера

Как известно работа втягивающего реле стартера основана на принципе электромагнетизма, во время подачи тока на обмотку якорь приходит в движение при этом изменяется положение бендикса и он входит в зацепление с маховиком, если хот один из вышеперечисленных элементов выходит из строя запуск двигателя стает невозможным.

Чтобы проверить стартер его нет необходимости снимать с двигателя автомобиля, для этого достаточно замкнуть контактные болты на задней части реле гаечным ключом, что позволит направить ток на мотор стартера. Если при этом электродвигатель работает, следовательно, причина в отказе втягивающего реле. Если же вовремя замыкания контактов реле щелкает а мотор стартер не крутится, значит проблема в электродвигателе.

Ремонт втягивающего реле

Если в ходе диагностики вы пришли к выводу, что втягивающее реле стартера вышло из строя, то в большинстве случаев ремонт его будет заключаться в его замене, так как восстановить его работоспособность довольно трудоемкий процесс, к тому же многие производители делают втягивающее реле стартера не разборным. Иногда, если реле можно разобрать, можно ограничиться простой очисткой от загрязнения всех его элементов.

Как выполнить ремонт неразборного втягивающего реле стартера. ВИДЕО.

Втягивающее реле стартера, замена и диагностика

 

Устройство для дистанционного управления стартером от ключа зажигания называется втягивающем реле. Это часть стартера представляет собой магнитную катушку с сердечником, т.е. электромагнит. При включении зажигания, электрический ток, заставляет сердечник втягиваться в полость катушки, выполняя сразу две функции:

— замыкает контакты для срабатывания электродвигателя стартера, таким образом приводя его в движение.

— толкает шестерню стартера (бендикс) для зацепления с маховиком двигателя автомобиля.

Если втягивающее реле выходит из строя, то двигатель автомобиля не завести.

 

 

 

Фактически неисправность втягивающего реле может быть обусловлено двумя причинами:

окисление или срабатывание контактов электродвигателя

неисправность электромагнита (обрыв или межвитковое замыкание электромагнитной катушки)

В любом случае лечится это заменой ВР. Данная неисправность достаточно часто встречается на автомобилях после 70-100 тыс. км пробега или раньше, если режим эксплуатации предполагают частый запуск двигателя или условия приближены к тяжелым. Так же, ресурс втягивающего реле во многом зависит от производителя стартера.

Замена втягивающего реле и диагностика неисправности

 

Перед тем, как производить замену втягивающего реле, необходимо правильно выполнить диагностику данной неисправности. На поломку втягивающего реле обычно указывают несколько ситуаций:

— при включении зажигания и поворота ключа в положение «запуск двигателя» слышен щелчок, но стартер не крутит

— при включении зажигания и поворота ключа в положение «запуск двигателя» ничего не происходит

Первая особенность характерна для неисправности ВР и, скорее всего, указывает на неисправность или окисление контактов. Вторая часто указывает на неисправность электромагнитной катушки ВР. Но при этом необходимо исключить другие неисправности электрической системы автомобиля (например предпускового реле)

Обращаем Ваше внимание, что ремонт стартеров значительно затруднителен, вследствие того, что стартер для выполнения работ, еще следует демонтировать с автомобиля, а это часто возможно сделать только на специальном подъемном приспособлении. Кроме того необходимо правильно осуществить диагностику и подобрать качественную запчасть. Лучше для осуществления ремонта, все же выбрать спеициализированную мастерскую.

Обратившись к нам, Вы получите качественное и недорогое обслуживание с длительной гарантией на выполненные работы.

 

Ремонт стартеров

• Audi
• BMW
• Chevrolet
• Citroen
• Daewoo
• Dodge
• Iveco
• Fiat
• Ford
• Honda
• Hyndai
• Mercedes
• Mitsubishi
• Mazda
• Nissan
• Opel
• Peugeot
• Renault
• Skoda
• Toyota
• Volkswagen
• Volvo
• DAF
• MAN
• КАМАЗ
• SCANIA

Описание соленоидов, контакторов и электромеханических реле

Для некоторых слова соленоид и реле вызывают в воображении видения древнего электромеханического мира, который теперь заменен полностью электронными устройствами, интеллектуальными двигателями и многим другим. Это почти логично, поскольку эти два компонента в различных формах существуют с нами уже более 150 лет. Но не дайте себя обмануть: оба устройства по-прежнему незаменимы… и остаются жизнеспособным выбором для преобразования электрической энергии в механическое движение (в случае соленоидов) или там, где сигнал должен управлять путем включения-выключения одного или нескольких других сигналов. (в случае реле). Давайте сравним эти два электрических компонента — имеющих очень разное применение, но использующих очень схожую физику.

Что такое соленоид?

В общих чертах соленоид представляет собой спирально намотанную катушку с полым центром вдоль ее продольной оси. Внутри этой катушки находится свободно плавающий поршень из магнитного материала, который втягивается или выдвигается вдоль этой оси — с головкой к одному из концов полости.

Используемые в автоматизированных системах в течение многих десятилетий, соленоиды и реле по-прежнему являются жизненно важными компонентами, особенно там, где требуется универсальность, надежность, простота использования и гибкость для линейного перемещения или переключения цепей. В соленоиде магнитное поле катушки, находящейся под напряжением, перемещает захваченный металлический плунжер. При отключении питания поршень возвращается в нейтральное положение. Напротив, электромеханическое реле имеет якорь, который перемещается и замыкает (или размыкает) контактную цепь, когда катушка находится под напряжением и создает магнитное поле.

Где используются соленоиды? Соленоиды отлично подходят для мест, где требуется резкое и быстрое линейное движение в ограниченном диапазоне. Конечно, соленоиды различаются по размеру и мощности, но типичные размеры варьируются от одного до шести дюймов в длину с линейным движением того же диапазона. В зависимости от витков провода и приложенного тока соленоиды могут создавать очень большие силы удара, способные пробивать отверстия в металле или формировать головки заклепок. Среди множества применений соленоидов — открытие и закрытие замков, движение промышленного оборудования и раздача в торговых автоматах… и везде, где конструкция машины требует сплошного линейного хода или ударного действия.

Как определяется сила соленоида? Выходная сила соленоида выражается уравнениями, основанными на законе Ампера. Они определяют мощность с точки зрения количества витков N, площади поперечного сечения якоря A, размера зазора g, магнитной проницаемости воздуха μ _O и приложенного тока i. Обратите внимание, что мощность выходной силы пропорциональна квадрату тока и числа витков. Более реалистичные уравнения используют эти параметры и учитывают потери на окантовке катушки, дефекты катушки и другие реальные проблемы.

Как электрическая схема управляет соленоидом? Как и большинство магнитных устройств, соленоид работает от тока, поэтому его лучше всего питать от настоящего источника тока. Однако, поскольку во многих приложениях используется источник напряжения (рельс), а не источник тока, соленоиды также определяются с точки зрения их сопротивления постоянному току… поэтому можно использовать источник напряжения, если он может обеспечить необходимый ток в соответствии с законом Ома. .

Имеет ли значение, использует ли инженер-конструктор источник тока или источник напряжения? Да и нет. Во многих успешных конструкциях соленоидов используются источники напряжения, способные обеспечить необходимый ток. Однако может быть трудно правильно управлять этим током от источника напряжения. Это связано с тем, что относительно высокое потребление соленоидом переходного тока может привести к «падению» источника напряжения, когда он пытается подать этот импульс тока — если только это не жесткий источник с очень низким сопротивлением подводящего провода. именно поэтому в конструкции везде, где это возможно, используется источник тока, а не источник напряжения.

Другие проблемы с электромагнитным приводом? Большинство соленоидов, как правило, используют относительно большое количество энергии, и они рассеивают большую часть этой мощности в виде тепла. Это означает, что они сильно нагреваются и могут демонстрировать как короткий срок службы, так и деградацию окружающей системы. Конечно, при импульсной работе соленоида (как в ситуации с низким рабочим циклом торгового автомата) это не может быть проблемой. Тем не менее, это может быть проблемой в больших объемах высокопроизводительных приложений на промышленных производственных линиях.

Каковы другие недостатки соленоидов? В дополнение к их требованиям к быстрым переходным процессам и сильному току, их трудно использовать для точной работы силы или повторяемости. Тем не менее, интеллектуальные драйверы вместе с обратной связью по положению через устройства на эффекте Холла значительно улучшили возможности соленоидов.

Как улучшить работу соленоида? Существует два основных режима соленоида. В базовом ударном режиме соленоид (при подаче питания) перемещает свой плунжер и с силой ударяет… а затем обесточивается — как при открывании двери. Во втором режиме на соленоид подается питание, и он удерживается в этом режиме в течение относительно длительного периода времени — например, когда дверь должна оставаться незапертой, когда через нее проходят люди. Любое использование, требующее удержания соленоида во включенном положении более чем на короткий ход, приведет к выделению тепла и потреблению значительного количества энергии. В конце концов, величина тока, необходимая для удержания соленоида, намного меньше тока активации. Именно здесь полезны умные драйверы — активировать соленоиды на полном токе, а затем переключиться на гораздо более низкий ток удержания.

Подробнее об интеллектуальных драйверах соленоидов

Хотя можно управлять соленоидом, просто подключив его к подходящей шине напряжения или источнику тока, интеллектуальный драйвер может делать гораздо больше. С электрической точки зрения соленоид подобен двигателю: оба управляются током и действуют как высокоиндуктивные нагрузки, поэтому требования к драйверам также схожи. Неудивительно, что многие компоненты, используемые для управления катушкой двигателя (обычно полевые транзисторы с металл-оксидом и полупроводником, называемые полевыми МОП-транзисторами), и их драйверы также работают как драйверы соленоидов. Например, некоторые энергосберегающие электромагнитные контроллеры тока работают от шины 24 В постоянного тока. Они могут служить настоящим источником тока для управления током соленоида в пиковом режиме и в режиме удержания, что, в свою очередь, снижает мощность и рассеивание тепла за счет использования ШИМ-управления приводом через внешний полевой МОП-транзистор.

Такие интеллектуальные драйверы также позволяют инженерам регулировать пиковый ток (и время при этом токе), а также удерживать ток. Они также могут включать автоматическое переключение из режима пикового тока в режим удержания в конце хода плунжера. Некоторые умные водители даже принимают внешний датчик Холла для отслеживания положения плунжера. Датчики в некоторых случаях могут позволить интеллектуальному водителю обнаруживать серьезные и мягкие условия неисправности … такие как короткое замыкание или разомкнутые катушки, а также внешне заблокированное или заблокированное движение плунжера. Хотя для таких драйверов на основе ИС требуется больше внешних компонентов пассивной поддержки, чем простая шина питания, включенная последовательно с соленоидом, они обеспечивают гораздо более высокую производительность.

Конечно, существует множество недорогих приложений (таких как робототехника и игрушки потребительского класса), для которых базовый контур источника питания без электроники является адекватным и экономически выгодным.

---

Герконовые реле для переключения контактов и т. д.

Герконовые реле представляют собой контактные реле со стеклянным корпусом, которые превосходно работают в пыльных и дымных условиях. В различных источниках герконовые реле перечислены как электромеханические реле (из-за их электромагнитного действия и подвижных элементов), в то время как в других они перечислены как подтип твердотельных реле (из-за их широкого использования в сочетании с твердотельными устройствами). Мы классифицируем герконовые реле как совершенно отдельный класс реле. При работе наиболее распространенной итерации — нормально разомкнутой (НО) схемы — магнитное поле от электромагнита или катушки воздействует на пару близко расположенных гибких язычков. В конечном итоге сила притяжения противоположной полярности трости преодолевает их жесткость и приводит в контакт их кончики (часто позолоченные или изготовленные из материала с высокой проводимостью). После удаления входа язычки возвращаются в исходное положение.

На самом деле, герконовые реле могут включать герконы в различном расположении и количестве, хотя последнее ограничено размером катушки реле. Многие катушки могут обрабатывать до дюжины стандартных переключателей; для приложений, требующих большего, катушки реле могут подключаться параллельно. Также доступны миниатюрные герконовые реле: это устройства для поверхностного монтажа (SMD), которые крепятся непосредственно на печатных платах (PCB).

Герконовые реле часто используются для включения стартеров и других промышленных компонентов.

---

Чем реле отличается от соленоидов

Теперь рассмотрим конструкцию электромеханических реле. У них много общих электромагнитных характеристик с соленоидами… но они имеют совершенно другую конструкцию и функциональность.

В конструкции электромеханического реле используется катушка и привод тока (или источник напряжения), как и в соленоиде. Однако функция реле совсем другая. Несмотря на наличие альтернатив для некоторых приложений, таких как оптическое твердотельное реле (SSR) и реле на основе MEMS, электромеханическое реле по-прежнему является жизненно важным и универсальным компонентом для переключения сигналов переменного и постоянного тока и мощности — при низких и высоких значениях. уровни.

Как уже было сказано, функция реле состоит в том, чтобы позволить одному сигналу управлять переключением другой цепи с полной гальванической развязкой и без какого-либо электрического контакта между двумя цепями.

Здесь слева показано тепловое реле перегрузки Siemens SIRIUS 3RU21160EB0. Используется для обеспечения защиты от перегрузок в зависимости от тока в главной цепи системы и устанавливается в фидеры нагрузки системы. Диапазон настройки от 0,28 до 0,4 А обеспечивает защиту двигателей и систем до 0,09 А. кВт. Вспомогательные контакты включают нормально замкнутый (НЗ) и нормально разомкнутый (НО).

Преимущества электромеханических реле

Существует множество причин для уникальной и долговечной полезности электромеханических реле — даже при наличии твердотельных реле и реле MEMS.

◾️ Цепь катушки и цепь контактов полностью изолированы друг от друга и могут иметь очень разные уровни напряжения и тока.

◾️ Контакт электромеханического реле образует основное замыкание выключателя… и ток через него может быть переменным или постоянным — независимо от привода катушки. Ни одна из сторон замыкания не заземлена и не подключена к общему проводу цепи, поэтому замыкатель может быть размещен в любом месте цепи.

◾️ Электромеханическое реле может замыкать контакт при активации (называется нормально разомкнутым или нормально разомкнутым) или может размыкать контакт (в нормально замкнутом или размыкающем исполнении). Электромеханические реле также могут использовать несколько контактов.

Это универсальное соединительное реле TRZ 24 В пост. тока, 1 перекидной контакт – 1122880000, справа от Weidmüller, имеет подпружиненные вставные контактные клеммы, которые обеспечивают простоту и надежность проводки системы. Соединительное реле принимает входное напряжение 24 В постоянного тока и имеет переключающий контакт для универсального переключения. Напомним, что переключающие контакты (называемые контактами формы C) сочетают в себе функции замыкающих (форма A) и размыкающих (форма B) цепей… и часто дополняются другой электроникой для выполнения конкретных задач.

◾️ Многие реле управляют несколькими замыкающими и размыкающими контактами — с тремя, четырьмя или даже более независимыми замыкающими и размыкающими контактами. Эти несколько контактов не обязательно должны выдерживать нагрузки одного типа и номинала… поэтому одни контакты могут быть предназначены для сигналов низкого уровня, а другие — для питания.

Релейно-контактные конфигурации включают однополюсное однопозиционное (SPST), однополюсное двухпозиционное (SPDT), двухполюсное однопозиционное (DPST) и двухполюсное двухпозиционное (DPDT).

◾️ Контактная цепь не обязательно должна быть под напряжением при срабатывании реле — что на самом деле необходимо в некоторых конструкциях. Это означает, что реле можно переключать, когда цепь нагрузки отключена. это называется сухой контакт замыкание.

◾️ Электромеханические реле электрически и механически прочны, надежны и просты в устранении неполадок. Они также могут выдерживать переходные процессы, которые могут повредить твердотельный эквивалент. https://www.youtube.com/embed/CbUO3LxUzYc

◾️ Электромеханические реле обычно рассчитаны на токи катушек от 10 мА до пары десятков ампер, с контактами, рассчитанными на миллиампер и несколько вольт на несколько порядков больше для обоих параметры.

◾️ После подачи питания на электромеханическое реле и перемещения якоря требуется лишь более слабое поле, чтобы удерживать его на месте; таким образом, ток удержания реле намного меньше тока срабатывания — обычно примерно вдвое. Это то же самое, что и с соленоидом, и такая же или очень похожая схема может использоваться в качестве привода соленоида или привода реле. Кроме того, релейная нагрузка не обязательно должна быть полностью известна или определена, если она находится в проектных пределах; это полезно в тех случаях, когда нагрузка может иметь неопределенные или трудноуправляемые характеристики.

◾️ Правильно спроектированное реле может использовать низкоуровневое напряжение-ток для коммутации гораздо более высокого напряжения-тока. Кроме того, в реле очень легко найти и устранить неисправности: все, что нужно, — это омметр для измерения непрерывности катушки и сопротивления постоянному току… и для измерения сопротивления контакта, когда реле разомкнуто и замкнуто.

◾️ Реле также можно использовать для переключения РЧ-сигналов, хотя они требуют уникальной внутренней конструкции.

Сравнение реле с контакторами

Реле и контакторы — это электрические переключатели с одинаковыми основными функциями, поэтому некоторые инженеры считают контакторы частью реле. Разница между реле и контакторами заключается в том, где они подходят для использования: реле чаще всего воздействуют на небольшие цепи с силой тока 20 А или меньше. Напротив, контакторы воздействуют на цепи большой мощности… напрямую коммутируют цепи, связанные с сильноточными нагрузками, такими как освещение, большие конденсаторы и электродвигатели со встроенной мощностью.

Мы уже объясняли конструкцию электромеханических реле: точно так же, как реле, контакторы используют электромагнитную катушку для размыкания и замыкания электрической цепи. Однако с контакторами эта катушка всегда находится на собственном источнике питания. Однако контакторы имеют одну или несколько пар трехфазных входов и выходов НО… и, в некоторых случаях, вспомогательные контакты, которые взаимодействуют с главными контактами.

Многие контакторы, используемые в электродвигателях (для включения и отключения питания обмоток), также имеют встроенную защиту от тепловой перегрузки на каждой обмотке. Металлические ленты с низким сопротивлением нагреваются, когда обмотки потребляют ток. При обнаружении перегрева они вызывают размыкание размыкающего контакта (последовательно с электромагнитной катушкой контактора)… что, в свою очередь, обесточивает контактор — и двигатель отключается от питания.

Форматы контакторов обычно соответствуют стандартам NEMA или IEC. Последние, как правило, меньше для данного номинала, а также меньше зависят от массы для отвода тепла от дуги благодаря использованию дополнительных контактов (и дугогасительных катушек) для электромагнитного гашения дуги. Также в конструкцию многих контакторов встроены дугогасительные камеры (замкнутые пространства, огражденные параллельными пластинами) для подавления дуги и гашения дуги.

---

Недостатки электромеханического реле

❌ Электромеханические реле хорошо подходят для одних ситуаций — и не подходят для других. Они могут быть относительно медленными, со скоростью переключения порядка десятков миллисекунд. Это неприемлемо для тех коммутационных приложений, которым требуются микросекундные или более высокие скорости.
❌ Они будут изнашиваться — хотя качественное реле с хорошей конструкцией, используемое в своих расчетных пределах, может выдержать более миллиона циклов, этого может быть недостаточно.

Не только движущиеся механические элементы будут изнашиваться, но и электрическое покрытие контактной поверхности будет изнашиваться из-за многократного замыкания-размыкания…  в конечном счете, контакт будет плохим или прерывистым.
❌ Если контакты не загерметизированы, они могут накапливать грязь и даже подвергаться коррозии (что ухудшает работу контактной стороны).
❌ Они больше, чем аналоги SSR или MEMS, и требуют подачи тока на относительно высоком уровне, поэтому могут потреблять (и рассеивать) значительную мощность… особенно при работе в режиме питания.

Источник избранного изображения: TLXTechnologies

Источник: Design World Online

Соленоиды и реле, часть 1

Просто услышав слова «соленоид» и «реле», вы можете представить себе древнее электромеханическое слово, которое теперь в значительной степени заменено полностью электронными устройствами, интеллектуальными двигателями и многим другим. Это почти логично, поскольку эти два компонента в различных формах существуют с нами уже более 150 лет.

Но не дайте себя обмануть; оба по-прежнему являются жизненно важными устройствами и являются жизнеспособным выбором, когда есть потребность в преобразовании электрической энергии в механическое движение (соленоид) или потребность в одном сигнале для управления путем включения / выключения одного или нескольких других сигналов (реле). В этом FAQ будут рассмотрены эти два компонента, которые имеют очень разные функции конечного использования, но очень похожие основные физические принципы.

В: Что такое соленоид?

A: Проще говоря, это спиральная катушка с полым центральным сердечником вдоль оси. Внутри этого сердечника находится свободно плавающий плунжер из магнитного материала, который может скользить вдоль этой оси и располагаться в стороне от одного или другого конца полой центральной траектории.

Когда на катушку подается переменный или постоянный ток, плунжер притягивается к центру результирующим магнитным полем. Когда ток отключается, пружина или другая схема механизма возвращает плунжер в исходное положение (рис. 1) .

Рис. 1: Принцип работы соленоида прост: магнитное поле катушки под напряжением притягивает металлический поршень к центру; при отключении питания пружина возвращает поршень в нейтральное положение. (Источник: Texas Instruments)

В: Где используются соленоиды?

A: Они используются почти везде, где требуется резкое, быстрое, линейное движение в ограниченном диапазоне. Соленоиды, конечно, различаются по размеру и мощности, но типичные размеры варьируются от одного дюйма в длину до примерно шести дюймов с линейным движением в том же диапазоне. В зависимости от количества витков проволоки и приложенного тока, они могут применять удары размером менее унции до очень больших сил удара, способных пробивать отверстия в металле или формировать головки заклепок. Среди множества применений соленоидов — открытие/закрытие замков, промышленное оборудование, торговые автоматы… это очень длинный список мест, где в проекте требуется резкий, твердый, линейный ход или «удар».

В: Как определяется сила соленоида?

О: Связь между ключевыми переменными известна уже более ста лет и основана на законе Ампера. Из-за своей важности и характера принципов работы соленоид был тщательно изучен и проанализирован с высокой точностью. В идеальном случае:

, где N — число витков, A — площадь поперечного сечения якоря, g — размер зазора, μ _O — магнитная проницаемость воздуха, а i — приложенный ток.

Обратите внимание, что сила силы пропорциональна квадрату силы тока и числа витков. Хотя это идеальное уравнение не принимает во внимание потери на окантовку катушки, дефекты катушки и другие реальные проблемы, оно является хорошей отправной точкой.

В: Как электрическая схема управляет соленоидом?

A: Как и большинство магнитных устройств, соленоид управляется током, как показано в основном уравнении. Поэтому его лучше всего снабжать настоящим источником тока. Однако, поскольку во многих приложениях используется источник напряжения (рельс), а не источник тока, соленоиды также определяются с точки зрения их сопротивления постоянному току, поэтому можно использовать источник напряжения, если он может обеспечить необходимый ток, определяемый омами. закон.

В: Имеет ли значение, используете ли вы источник тока или источник напряжения?

О: Да и нет. Многие успешные конструкции соленоидов используют источник напряжения, который может обеспечить необходимый ток. Тем не менее, может быть трудно правильно управлять этим током от источника напряжения, так как относительно высокая потребность соленоида в переходном токе означает, что источник напряжения может «упасть», когда он пытается подать этот импульс тока, если только он не является жестким источником с очень низкое сопротивление подводящего провода (например, линии переменного тока). По этой причине во многих конструкциях по возможности используется источник тока, а не источник напряжения.

В: Какие еще проблемы с электромагнитным приводом?

О: Обычно соленоиды потребляют много энергии по сравнению с остальной частью системы и рассеивают эту энергию в виде тепла. Таким образом, они могут нагреваться, что создает нагрузку на систему и влияет на срок службы соленоидов. Обратите внимание, что если приложение представляет собой импульсную ситуацию с низким рабочим циклом, например, в торговом автомате, это может не вызывать беспокойства. Однако это может быть проблемой в больших объемах и высокоскоростных приложениях, таких как промышленная производственная линия.

В: Каковы другие недостатки соленоидов?

A: В дополнение к их быстродействующим и относительно высоким требованиям по току и связанному с этим самонагреву их трудно использовать для точной работы силы или повторяемости. Однако использование интеллектуальных драйверов плюс позиционная обратная связь через устройства на эффекте Холла значительно улучшили ситуацию (подробнее об этом позже).

В: Что можно сделать для улучшения работы соленоида?

А: Немного. Во-первых, следует признать, что существует два основных случая работы соленоида. Существует базовый ударный режим, при котором устройство находится под напряжением, плунжер движется и ударяет с силой, а соленоид обесточивается. Опять же, это может быть торговый автомат, раздающий продукт или открывающий дверь. Во втором режиме на соленоид подается питание, и он удерживается в этом режиме в течение относительно длительного периода времени, например, чтобы не запирать дверь, когда люди проходят через нее.

В случаях, когда соленоид удерживается во включенном положении дольше, чем короткий ход, устройство обычно нагревается и, безусловно, потребляет значительное количество энергии. Однако физическая реальность такова, что количество тока, необходимого для удержания соленоида, намного меньше, чем ток активации — примерно вдвое или меньше, — поэтому интеллектуальный драйвер может активировать при полном токе, переключаясь на ток удержания на гораздо более низком уровне. .

В: Что такое умный водитель?

A: Хотя можно управлять соленоидом, просто подключив его к подходящей шине напряжения или источнику тока, интеллектуальный драйвер может сделать гораздо больше с точки зрения функций и производительности. С электрической точки зрения соленоид подобен двигателю, так как оба являются управляемыми током, высокоиндуктивными нагрузками, а также схожи требования к драйверам. Многие компоненты, используемые для управления катушкой двигателя (обычно полевые МОП-транзисторы), и их драйверы используются напрямую или в вариациях в качестве драйверов соленоидов.

Например, Texas Instruments DRV110, (рис. 2) , представляет собой энергосберегающий соленоидный контроллер тока, работающий от шины постоянного тока 24 В. Это настоящий источник тока, который управляет током соленоида во время пика и поддерживает режимы для более низкой мощности и тепловыделения с помощью управления приводом ШИМ через внешний МОП-транзистор.

Рис. 2: Texas Instruments DRV110 — это интеллектуальный драйвер, который значительно повышает производительность и универсальность соленоида благодаря гибкому управлению приложенным током. (Источник: Texas Instruments)

Позволяет разработчику регулировать пиковый ток, «время удержания» при пиковом токе, удерживать ток и автоматически переключаться из режима пикового тока в режим удержания в конце движения плунжера.