Как сделать простейший преобразователь высокого напряжения из катушки зажигания и реле
Существует много интересных проектов электрических самоделок, для реализации которых требуется преобразить низкое постоянное напряжение в высоковольтное переменное. Это может понадобиться при сборке самодельной плазменной лампы, или просто для зрелищной демонстрации бьющей искры. Самым простым решением для преобразования напряжения от обычного блока питания на 12 В 1,5 А в 10000 -30000 В является использования автомобильной катушки зажигания. Ее применение позволяет собрать схему для генерации высоковольтного напряжения буквально за считанные минуты.Материалы:
- автомобильная катушка зажигания;
- электромагнитное реле;
- конденсатор 1мкФ 250 В;
- источник питания 12 В;
- провода, лучше автомобильные.
Схема преобразователя
Важным условием для преображения напряжения 12 В в высоковольтное, является подача на катушку зажигания пульсирующего тока.
Однако блок питания или аккумулятор дают постоянный ток, поэтому между источником электричества и катушкой требуется наличие реле. Электромагнитное реле воспринимает постоянный ток, и выпускает его короткими вспышками, за которыми следует кратковременная пауза. В результате катушка получает от реле уже пульсирующий ток, что ей и нужно.Простейшая схема получения высоковольтного напряжения подразумевает просто подачу по проводам питания от источника на реле, и через него непосредственно далее на катушку. Однако принцип работы реле заключается в разрывании контактов, что сопровождается образованием искры в его корпусе. В таком режиме оно быстро выходит со строя. Его контакты обгорают и перестают работать. Чтобы частично снизить силу искры внутри корпуса реле, необходимо добавить в схему конденсатор 1 мкФ 250 В, как указано на схеме. Он просто припаивается обычным припоем.
Конденсатор устанавливается между общим контактом питания реле и нормально замкнутым контактом. Сделав подключение таким образом, при условии прозрачного корпуса реле, можно визуально увидеть, что при подаче напряжения от блока питания размер побочного искрения снижается.
При этом параметры высоковольтного тока на выходе вторичной обмотки катушки не пострадают.Наличие конденсатора без изоляции на реле не несет опасности, поскольку 10000В образуются непосредственно внутри катушки зажигания. Таким образом, доработанное реле не нуждается в особом отношении.
Смотрите видео
ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗ КАТУШЕК ЗАЖИГАНИЯ
Целью этого проекта было создание генератора высокого напряжения, который без трансформатора понижающего напряжение можно будет питать от сети. Устройство может создать напряжение порядка 100 кВ с максимальной длиной искры до 10 см, которые можем понизить до любого значения. Схема состоит из двух катушек зажигания, соединенных антипараллельно, которые питаются простым фазовым регулятором на тиристоре (стандартный сетевой диммер).
Чтобы катушки зажигания могли правильно функционировать, должен быть быстрый рост напряжения на первичной обмотке, благодаря которой во вторичной обмотке индуцируется импульс высокого напряжения. Включение катушек в нужный момент прохода синусоиды выполняет симистор, который управляется потенциометром, находящимся внутри корпуса (для безопасности). Клеммы катушек дополнительно изолированы смесью парафина с вазелином.
Фото генератора и его схема
Устройство выполнено под ретро дизайн, корпус изготовлен из лакированного дерева, а клеммы катушки сделаны из латуни.
Генератор может быть использован в различного рода проектах и школьных экспериментах, требующих высокого напряжения.
Схема с выпрямительным диодом подходит для питания электронно-лучевых ламп различного применения.
При сборке и испытаниях схемы соблюдайте меры электробезопасности, ведь тут идёт прямое питание от 220 вольт!
Форум по ВВ
Форум по обсуждению материала ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗ КАТУШЕК ЗАЖИГАНИЯ
| |||
Самое большое напряжение в системах зажигания. Что из себя представляет катушка зажигания автомобиля
Система зажигания обеспечивает работу двигателя и является составной частью «Электрооборудования автомобиля».
Система зажигания предназначена для создания тока высокого напряжения и распределения его по свечам цилиндров. Импульс тока высокого напряжения подается на свечи в строго определенный момент времени, который меняется в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель. В настоящее время на автомобилях может устанавливаться
Контактная система зажигания.
Источники электрического тока (аккумуляторная батарея и генератор) вырабатывают ток низкого напряжения. Они «выдают» в бортовую электрическую сеть автомобиля 12 — 14 вольт. Для возникновения же искры между электродами свечи на них необходимо подать 18 — 20 тысяч вольт! Поэтому в системе зажигания имеются две электрические цепи — низкого и высокого напряжений.
(рис. 1)
Контактная система зажигания (рис. 2) состоит из:
. катушки зажигания,
. распределителя тока высокого напряжения
. вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания,
. свечей зажигания,
. проводов низкого и высокого напряжения,
. включателя зажигания.
Катушка зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения. Как и большинство приборов системы зажигания, она располагается в моторном отсеке автомобиля. Принцип работы катушки зажигания очень прост. Когда по обмотке низкого напряжения протекает электрический ток, то вокруг нее создается магнитное поле. Если же прервать ток в этой обмотке, то исчезающее магнитное поле индуцирует ток уже в другой обмотке (высокого напряжения).
За счет разницы в количестве витков обмоток катушки, из 12-ти вольт мы получаем необходимые нам 20 тысяч вольт! Это как раз то напряжение, которое в состоянии пробить воздушное пространство (около миллиметра) между электродами свечи зажигания.
Прерыватель тока низкого напряжения — нужен для того,чтобы размыкать ток в цепи низкого напряжения. Именно при этом во вторичной обмотке катушки зажигания индуцируется ток высокого напряжения, который затем поступает на центральный контакт распределителя.
Контакты прерывателя находятся под крышкой распределителя зажигания. Пластинчатая пружина подвижного контакта постоянно прижимает его к неподвижному контакту. Размыкаются они лишь на короткий срок, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя надавит на молоточек подвижного контакта.
Параллельно контактам включен конденсатор. Он необходим для того, чтобы контакты не обгорали в момент размыкания. Во время отрыва подвижного контакта от неподвижного, между ними хочет проскочить мощная искра, но конденсатор поглощает в себя большую часть электрического разряда и искрение уменьшается до незначительного. Конденсатор еще участвует и в увеличении напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания.
Прерыватель тока низкого напряжения и распределитель высокого напряжения расположены водном корпусе и имеют привод от коленчатого вала двигателя (рис. 3). Часто водители называют этот узел коротко — «прерыватель-распределитель» (или еще короче -«трамблер»).
Крышка распределителя и распределитель (ротор) тока высокого напряжения (рис. 2 и 3) предназначены для распределения тока высокого напряжения по свечам цилиндров двигателя.
После того, как в катушке зажигания образовался ток высокого напряжения, он попадает (по высоковольтному проводу) на центральный контакт крышки распределителя, а затем через подпружиненный контактный уголек на пластину ротора. Во время вращения ротора ток «соскакивает» с его пластины, через небольшой воздушный зазор, на боковые контакты крышки.
Боковые контакты крышки распределителя пронумерованы и соединены (высоковольтными проводами) со свечами цилиндров в строго определенной последовательности.
Таким образом устанавливается «порядок работы цилиндров», который выражается рядом цифр. Как правило, для четырехцилиндровых двигателей, применяется последовательность: 1 -3 — 4 — 2. Это означает, что после воспламенения рабочей смеси в первом цилиндре, следующее воспламенение произойдет в третьем, потом в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Такой порядок работы цилиндров установлен для равномерного распределения нагрузки на коленчатый вал двигателя.
Необходимость опережения момента зажигания горючей смеси обусловлена тем, что поршень движется в цилиндре с огромной скоростью.
Если смесь поджечь несколько позже, то расширяющиеся газы не будут успевать делать свою основную работу, то есть давить на поршень в должной степени. Хотя горючая смесь и сгорает в течение 0,001 — 0,002 секунды, поджигать ее надо до подхода поршня к верхней мертвой точке. Тогда в начале и середине рабочего хода поршень будет испытывать необходимое давление газов, а двигатель будет обладать той мощностью, которая требуется для движения автомобиля.
Однако, в зависимости от режима работы двигателя, условия процесса сгорания рабочей смеси в цилиндрах постоянно меняются. Поэтому для обеспечения оптимальных условий, необходимо постоянно менять и указанный выше угол (4 о — 6 о). Это обеспечивают центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания.
Центробежный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов коленчатого вала двигателя, поршни в цилиндрах увеличивают скорость своего возвратно-поступательного движения. В тоже время скорость сгорания рабочей смеси остается практически неизменной. Это означает, что для обеспечения нормального рабочего процесса в цилиндре, смесь необходимо поджигать чуть раньше. Для этого искра между электродами свечи должна проскочить раньше, а это возможно лишь в том случае, если контакты прерывателя разомкнутся тоже раньше. Вот это и должен обеспечить центробежный регулятор опережения зажигания (рис. 4).
Центробежный регулятор опережения зажигания находится в корпусе прерывателя-распределителя (см. рис. 3 и 4). Он состоит из двух плоских металлических грузиков, каждый из которых одним из своих концов закреплен на опорной пластине, жестко соединенной с приводным валиком.
Шипы грузиков входят в прорези подвижной пластины, на которой закреплена втулка кулачков прерывателя. Пластина с втулкой имеют возможность проворачиваться на небольшой угол относительно приводного валика прерывателя-распределителя. По мере увеличения числа оборотов коленчатого вала двигателя, увеличивается и частота вращения валика прерывателя-распределителя. Грузики, подчиняясь центробежной силе, расходятся в стороны, и сдвигают втулку кулачков прерывателя «в отрыв» от приводного валика. То есть набегающий кулачок поворачивается на некоторый угол по ходу вращения навстречу молоточку контактов. Соответственно контакты размыкаются раньше, угол опережения зажигания увеличивается. При уменьшении скорости вращения приводного валика, центробежная сила уменьшаются и, под воздействием пружин, грузики возвращаются на место — угол опережения зажигания уменьшается.
Вакуумный регулятор опережения зажигания предназначен для изменения момента возникновения искры между электродами свечей зажигания, в зависимости от нагрузки на двигатель.
На одной и той же частоте вращения коленчатого вала двигателя, положение дроссельной заслонки (педали газа) может быть различным. Это означает, что в цилиндрах будет образовываться смесь различного состава. А скорость сгорания рабочей смеси как раз и зависит от ее состава.
При полностью открытой дроссельной заслонке смесь сгорает быстрее, и поджигать ее можно и нужно попозже. То есть угол опережения зажигания надо уменьшать. И наоборот, когда дроссельная заслонка прикрыта, скорость сгорания рабочей смеси падает, поэтому угол опережения зажигания должен быть увеличен.
Вакуумный регулятор (рис. 6) крепится к корпусу прерывателя — распределителя (рис. 3). Корпус регулятора разделен диафрагмой на два объема. Один из них связан с атмосферой, а другой, через соединительную трубку, с полостью под дроссельной заслонкой. С помощью тяги, диафрагма регулятора соединена с подвижной пластиной, на которой располагаются контакты прерывателя.
При увеличении угла открытия дроссельной заслонки (увеличение нагрузки на двигатель) разряжение под ней уменьшается.
Тогда, под воздействием пружины, диафрагма через тягу сдвигает на небольшой угол пластину вместе с контактами в сторону от набегающего кулачка прерывателя. Контакты будут размыкаться позже — угол опережения зажигания уменьшится. И наоборот — угол увеличивается, когда вы уменьшаете газ, то есть, прикрываете дроссельную заслонку. Разряжение под ней увеличивается, передается к диафрагме и она, преодолевая сопротивление пружины, тянет на себя пластину с контактами. Это означает, что кулачок прерывателя раньше встретится с молоточком контактов и разомкнет их. Тем самым мы увеличили угол опережения зажигания для плохо горящей рабочей смеси.
Свеча зажигания (рис. 7) необходима для образования искрового разряда и зажигания рабочей смеси в камере сгорания двигателя. Надеюсь, вы помните, что свеча устанавливается в головке
цилиндра. Когда импульс тока высокого напряжения от распределителя попадает на свечу зажигания, между ее электродами проскакивает искра. Именно эта «искорка» воспламеняет рабочую смесь и обеспечивает нормальное прохождение рабочего цикла двигателя.
Высоковольтные провода служат для подачи тока высокого напряжения от катушки зажигания
к распределителю и от него на свечи зажигания.
Основные неисправности контактной системы зажигания.
Отсутствует искра между электродами свечей из-за обрыва или плохого контакта проводов в цепи низкого напряжения, обгорания контактов прерывателя или отсутствия зазора между ними,
«пробоя» конденсатора. Также искра может отсутствовать при неисправности катушки зажигания, крышки распределителя, ротора, высоковольтных проводов или самой свечи.
Для устранения этой неисправности необходимо последовательно проверить цепи низкого и высокого напряжения. Зазор в контактах прерывателя следует отрегулировать, а неработоспособные элементы системы зажигания заменить.
Двигатель работает с перебоями и (или) не развивает полной мощности из-за неисправной свечи зажигания, нарушения величины зазора в контактах прерывателя или между электродами
свечей, повреждении ротора или крышки распределителя, а также при неправильной установке начального угла опережения зажигания.
Для устранения неисправности необходимо восстановить нормальные зазоры в контактах прерывателя и между электродами свечей, выставить начальный угол опережения зажигания в
соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, ну а неисправные детали следует поменять на новые.
Электронная бесконтактная система зажигания.
Преимущество электронной бесконтактной системы зажигания заключается в возможности увеличения подаваемого напряжения на электроды свечи. Это означает, что улучшается процесс воспламенения рабочей смеси. Тем самым облегчается запуск холодного двигателя, повышается устойчивость его работы на всех режимах. И это имеет особое значение для наших суровых зимних месяцев.
Немаловажным фактом является то, что при использовании электронной бесконтактной системы зажигания, двигатель становится более экономичным.
Как и у бесконтактной системы есть цепи низкого и высокого напряжения. Цепи высокого напряжения у них практически ни чем не отличаются.
А вот в цепи низкого напряжения, бесконтактная система в отличие от своего контактного предшественника, использует электронные устройства — коммутатор и датчик-распределитель (датчик Холла) (рис. 8).
Электронная бесконтактная система зажигания включает в себя следующие узлы:
. источники электрического тока,
. катушку зажигания,
. датчик — распределитель,
. коммутатор,
. свечи зажигания,
. провода высокого и низкого напряжения,
. выключатель зажигания.
В электронной системе зажигания отсутствуют контакты прерывателя, а значит нечему
подгорать и нечего регулировать. Функцию контактов в этом случае выполняет бесконтактный
датчик Холла, который посылает управляющие импульсы в электронный коммутатор. А
коммутатор, в свою очередь, управляет катушкой зажигания, которая преобразует ток низкого
напряжения в большие вольты.
Основные неисправности электронной бесконтактной системы зажигания.
Если «заглох» и не хочет заводиться двигатель с электронной бесконтактной системой зажигания, то в первую очередь стоит проверить.
.. подачу бензина. Может быть, к вашей радости, причина была именно в этом. Если же с бензином все в порядке, а искры на свече нет, то у вас есть два варианта решения проблемы.
Первый вариант предполагает попытку проверить на практике мнение о том, что «электроника — наука о контактах». Открываем капот и проверяем, зачищаем, подергиваем и подпихиваем на
свои места все провода и проводочки, которые попадаются под руку. Если где-то были ненадежные электрические соединения, то двигатель заведется. А если нет, то остается еще и второй вариант.
Для возможности воплощения в жизнь второго варианта, вам следует быть запасливым водителем. Из резерва необходимых вещей, которые вы возите с собой в машине, в первую очередь надо взять запасной коммутатор и заменить им прежний. Как правило, после этой процедуры двигатель оживает. Если же он все еще не хочет запускаться, то имеет смысл, последовательно меняя на новые, проверить крышку распределителя, ротор, бесконтактный датчик и катушку зажигания.
В процессе этой «меняльной» процедуры двигатель все-таки заведется, а позже дома, вместе со специалистом вы сможете разобраться, какой конкретно узел вышел из строя и почему.
Из опыта эксплуатации машины в наших условиях могу сказать, что большая часть проблем, возникающих в системе зажигания, связана с «чистотой» родных дорог. Зимой жидкая «каша» из
грязного снега и солевого раствора лезет во все щели и разъедает все, что только можно. А летом вездесущая пыль, в которую в частности превращается зимняя «соленая каша», забивается еще
глубже и весьма тлетворно влияет на все электрические соединения.
Эксплуатация системы зажигания.
Так как мы уже знаем, что «электроника — наука о контактах», то в первую очередь необходимо следить за чистотой и надежностью электрических соединений. Поэтому при эксплуатации
автомобиля иногда приходится зачищать клеммы проводов и штекерные разъемы. Периодически следует контролировать зазор в контактах прерывателя (рис.
19) и при необходимости его регулировать. Если зазор в контактах прерывателя больше нормы (0,35 — 0,45 мм), то наблюдается неустойчивая работа двигателя на больших оборотах. Если меньше — неустойчивая работа на оборотах холостого хода. Все это происходит по причине того, что нарушенный зазор изменяет время замкнутого состояния контактов. А это уже влияет и на мощность искры, проскакивающей между электродами свечи, и на сам момент ее возникновения в цилиндре (опережение зажигания).
К сожалению, качество нашего бензина оставляет желать лучшего. Поэтому, если сегодня вы заправили свой автомобиль плохим бензином, то в следующий раз он может быть еще хуже.
Естественно это не может не влиять на качество приготавливаемой карбюратором горючей смеси и процесс ее сгорания в цилиндре. В таких случаях, чтобы двигатель безотказно продолжал выполнять свою работу, необходимо подстраивать систему зажигания под сегодняшний бензин.
Если первоначальный угол опережения зажигания не соответствует оптимальному, то можно наблюдать и ощущать следующие явления.
Угол опережения зажигания слишком велик (раннее зажигание):
. затрудненный запуск холодного двигателя,
. «хлопки» в карбюраторе (обычно хорошо слышны из-под капота при попытках запуска
двигателя),
. потеря мощности двигателя (машина плохо «тянет»),
. перерасход топлива,
. перегрев двигателя (индикатор температуры охлаждающей жидкости активно стремится к красному сектору),
. повышенное содержание вредных выбросов в выхлопных газах.
Угол опережения зажигания меньше нормы (позднее зажигание):
. «выстрелы» в глушителе,
. потеря мощности двигателя,
. перерасход топлива,
. перегрев двигателя.
Свеча зажигания, как было упомянуто ранее, это маленький и с виду простенький элемент системы зажигания. Однако для нормальной работы двигателя зазор между электродами свечи должен быть конкретным и равным в свечах всех цилиндров. Для контактных систем зажигания зазор между электродами свечи должен быть в пределах 0,5 — 0,6 мм, для бесконтактных систем чуть больше — 0,7 — 0,9 мм.
Вспомните те «жуткие» условия, в которых работают свечи зажигания. Не всякий металл выдержит огромные температуры в агрессивной среде. Поэтому электроды свечей подгорают и покрываются нагаром, а это означает, что нам опять надо «засучить рукава». Мелкозернистым надфилем или специальной алмазной пластинкой очищаем электроды свечи от нагара. Регулируем зазор, подгибая боковой электрод свечи. Вкручиваем ее на место или выбрасываем, в зависимости от степени обгорания электродов. Каждый раз, выкручивая свечи зажигания, обращайте внимание на цвет их электродов. Если они светло-коричневые — то свеча работает нормально, если черные — то возможно свеча вообще не работает.
Последнее время в продаже появились силиконовые высоковольтные провода. При замене старых, вышедших из строя проводов, имеет смысл приобретать именно силиконовые, так как они не «пробиваются» током высокого напряжения. А ведь перебои в работе двигателя часто происходят по причине утекания импульса тока высокого напряжения по высоковольтному проводу на «массу» автомобиля.
Вместо того чтобы пробивать воздушный барьер между электродами свечи и поджигать рабочую смесь, электрический ток выбирает путь наименьшего сопротивления и «уходит на сторону».
Старайтесь не открывать капот автомобиля, когда на улице идет дождь или снег. После мокрого душа двигатель может не запуститься, так как вода, попав на приборы электрооборудования,
образует токопроводящие мостики. Тот же эффект, но более усугубленный, возникает у любителей прокатиться по глубоким лужам на большой скорости. В результате «купания», водой заливаются все приборы и провода системы зажигания, расположенные под капотом, и двигатель естественно глохнет, поскольку ток высокого напряжения уже не может добраться к свечам зажигания. Ну а возобновить поездку, теперь удается только после того, как горячий двигатель своим теплом просушит все «электрическое» в подкапотном пространстве.
Наблюдая за диагностикой электрооборудования на СТО, многие хотят знать, что показывает та или иная картинка на экране мотортестера
.
Рис. 1. Нормальные величины напряжения на свечах четырехцилиндрового двигателя. |
Рис. 2. Осциллограмма напряжения в свечных проводах. |
Рис. 3. Участки ”ненормальной” осциллограммы: а – напряжение пробоя и длительность искры слишком велики; б – напряжение пробоя слишком велико и отсутствует участок горения; в – напряжения пробоя и искры ниже, а длительность искры выше нормы. |
Продолжаем знакомить с методами диагностики автомобиля любительскими и профессиональными измерительными приборами (см. ЗР, 1998, № 10). Как по величине высокого напряжения судить о работе зажигания, расскажут разработчики известных
минских мотортестеров
. Более 1000 приборов, созданных этим предприятием, успешно эксплуатируются на предприятиях автосервиса России, Белоруссии, Украины, стран Балтии.
В основе работы всех бензиновых двигателей лежат одни и те же физические процессы, поэтому многие внешние параметры очень схожи.
Чтобы не нарушать работу системы зажигания, врезаясь в нее при измерении высокого напряжения, в мотортестерах применяют специальный накладной датчик емкостного типа. Его можно представить как вторую обкладку конденсатора, первой обкладкой которого служит центральная жила высоковольтного провода, а диэлектриком между пластинами выступает изоляция этого же провода. Образованная таким образом емкость достаточна, чтобы зафиксировать величину напряжения, которое пропорционально высокому . Эта картина представлена на рис. 1, где столбики изображают величину напряжения в высоковольтной цепи каждого из четырех цилиндров. Здесь оно одинаково на всех свечах.
Напомним суть процессов в системе зажигания. Воспламеняет смесь в двигателе искра, которая возникает между электродами свечи. При оптимальном зазоре между ними (0,6–0,8 мм) и нормальном составе топливно-воздушной смеси в цилиндре искровой разряд начинается, когда разность потенциалов между электродами достигает около десяти киловольт (рис.
2, желтая зона). Искра пробивает пространство между электродами, среда между ними ионизируется, а затем смесь воспламеняется.
Электрическое сопротивление среды и напряжение между электродами в последний момент резко падает до 1–2 кВ (рис. 2, красная зона). Через некоторое время (0,7–1,5 миллисекунды) по окончании процесса горения смеси становится все меньше ионизированных частиц вблизи электродов, поэтому сопротивление среды возрастает и напряжение между электродами растет до 3–5 кВ (рис. 2, синяя зона). Этого для пробоя недостаточно, и высокое напряжение, колеблясь в соответствии с затухающими переходными процессами в катушке зажигания, опускается к нулю – до следующего импульса (рис. 2, зеленая зона).
Когда зазор между электродами свечи меньше, то и пробой происходит при меньшем напряжении. Это не самый лучший вариант. Энергия искры меньше, хуже условия для поджига
смеси, а в конечном итоге снижаются мощностные
и экономические характеристики двигателя.
Если же в свече зазор больше нормы, то пробой происходит, наоборот, при более высоком напряжении. В энергетическом отношении это вроде бы неплохо, но при этом растет вероятность пробоя диэлектрических деталей (крышки распределителя, ”бегунка”, изолятора свечи и т. д.) и утечек тока. Это может в самый неподходящий момент привести к перебоям в работе двигателя, невозможности его пустить, особенно во влажную погоду и т. п.
Если при нормальном зазоре в свечах напряжение ниже нормы (всего 4–6 кВ), то, возможно, переобогащена смесь, поступающая в цилиндры. Ведь чем она богаче, тем лучше проводит ток, – и, следовательно, при меньшем напряжении будет происходить пробой между электродами. Значит, надо заняться карбюратором или системой впрыска.
Если же, наоборот, высокое напряжение выше нормы (например, 13–15 кВ) – смесь слишком бедная. Двигатель может останавливаться на холостых оборотах, не развивать полной мощности и т. д. Другие причины кроме смеси: обрыв или отсутствие полного контакта в центральном проводе высокого напряжения, трещина в крышке распределителя, пробой ”бегунка”.
Если высокое напряжение больше нормы в одном из цилиндров, то в число возможных причин можно включить и подсос воздуха в этот цилиндр.
Для полной диагностики системы зажигания важны еще два параметра – напряжение и длительность искры. В идеальном случае напряжение составляет около 10 кВ, а длительность – 0,7–1,5 миллисекунды. Эти два параметра тесно связаны между собой, так как определяют энергию искры. Поскольку энергия, накапливаемая катушкой, – величина постоянная, то чем больше напряжение искры, тем меньше становится ее длительность, и наоборот. Чтобы детально проанализировать эти параметры, увеличивают масштаб на экране мотортестера .
Если напряжения пробоя и искры значительно выше, а длительность больше 1,5 мс (осциллограмма выглядит, как на рис. 3, а), причину можно найти, последовательно проверяя свечи, ”бегунок”, крышку распределителя и катушку зажигания.
Если на экране мы видим, что участок горения вообще отсутствует (рис.
3, б), амплитуда напряжения пробоя выше нормы и идет высоковольтный колебательный процесс (как зеркало повторяющий колебания в первичной обмотке катушки зажигания) – значит, оборван провод, идущий к свече этого цилиндра.
Если процесс горения наблюдается, но напряжение пробоя и искры раза в два выше нормы, а на осциллограмме виден колебательный процесс на всем участке горения, значит, надо искать трещину в корпусе свечи.
Если же, наоборот, эти напряжения значительно ниже нормы, длительность искры больше 2,5–3 мс, скорее всего пробивает на ”массу” (закорочен) высоковольтный провод (рис. 3, в).
Конечно, мы расшифровали только самые основные, наиболее часто встречающиеся варианты показаний и осциллограммы высоких напряжений. Другие, более сложные описаны в руководствах по эксплуатации мотортестеров.
Чтобы обеспечить воспламенение горючей смеси в цилиндрах бензиновой силовой установки, используется внешний источник — электрическая искра, проскакивающая между электродами свечи накаливания.
Но между этими электродами имеется определенный зазор, который электрическое напряжение должно пробить. Потому на свечу должно подаваться напряжение большого значения, составляющего десятки тысяч вольт.
Классическая катушка зажигания
Естественно, бортовая сеть авто не то что не рассчитана, она даже не способна выдать такое напряжение, поскольку не существует портативного источника питания с такими выходными параметрами.
Данная проблема была решена путем включения в систему зажигания специальной катушки, генерирующей высокое напряжение. По сути, катушка зажигания – это устройство преобразующее напряжение низкого значения (6-12 В) в большие значения (до 35 000 В).
Это и является основной функцией данного элемента – генерация импульса высокого вольтажа, подающегося накаливания.
Достигается генерация напряжения значительных показаний конструкцией . Устроена катушка зажигания просто, она состоит она из двух видов обмоток.
Конструкция катушки зажигания
Устройство катушки зажигания
Первичная обмотка, она же низковольтная, принимает напряжение, подающееся от аккумулятора или .
Она состоит из витков проволоки крупного сечения, изготовленной из меди. Из-за этого количество витков данной обмотки незначительное – до 150 витков. Чтобы предупредить возможные скачки напряжения и возникновение короткого замыкания, данная проволока сверху покрыта изоляционным слоем. Концы этой обмотки выведены на крышку катушки, к ним и подсоединяется проводка с напряжением в 12 В.
Вторичная обмотка помещена внутри первичной. Она состоит из проволоки мелкого сечения, что обеспечивает большое количество витков – до 30000. Один из концов данной обмотки соединен с минусовым выводом первой обмотки. Второй вывод, являющийся положительным, подсоединен к центральному выводу катушки. От этого вывода высокое напряжение подается дальше.
Принцип работы катушки зажигания
Работает катушка зажигания по такому принципу: напряжение, подающееся от источника питания, проходит по виткам первичной обмотки, из-за чего образуется магнитное поле, которое воздействует на вторичную обмотку.
Благодаря этому полю в ней формируется импульс напряжения высокого значения. На это значение сказывается большое количество витков данной обмотки, поскольку индукция магнитного поля первой обмотки умножается на количество витков вторичной обмотки. Отсюда и высокое выходное напряжение.
Чтобы увеличить магнитное поле внутри катушки, тем самым обеспечив более высокое выходное напряжение, внутрь катушки помещен железный сердечник.
Видео: Индивидуальная катушка зажигания ВАЗ
Ещё кое-что полезное для Вас:
Поскольку во время работы катушки возможен токовый нагрев обмоток, для охлаждения используется трансформаторное масло, которым заполняется полость корпуса. Крышка ее прилегает к корпусу герметично, поэтому катушка является неразборной. В случае неисправности ремонту она так же не подлежит.
Входное и выходное напряжение катушки не являются главными характеристиками, при помощи которой можно проверить исправность ее. Проверку работоспособности катушки производят по сопротивлению ее витком.
При этом у каждой из катушек сопротивление может быть разным. К примеру, катушка может обладать сопротивлением первой обмотки на уровне 3,0 Ом, а вторичной – 7000-9000 Ом. Отклонение при замере от данных значений будет указывать на неисправность катушки. А поскольку она неремонтируемая, то она попросту заменяется.
Выше была описана конструкция катушки общего типа. Устанавливается она на все автомобили имеющие батарейную, бесконтактную и электронную систему зажигания, и оснащаются распределителем, который импульс от катушки направляет на нужный цилиндр.
Двухвыводная катушка
Существует еще два типа катушек – двухвыводные и индивидуальные. Двухвыводные катушки применяются в электронной системе зажигания с прямой подачей искры на свечу.
Двухвыводная катушка. Очень часто применяется на мотоциклах с электронной системой зажигания. Особенностью является наличие двух высоковольтных выводов. Они могут синхронно получать искру от двух цилиндров.
Внутренняя конструкция ее практически не отличается от катушки общего типа.
Но выводов для подачи импульса у такой катушки – два. То есть, при работе катушки импульс подается сразу на две свечи. Поскольку при работе силовой установки одновременно конец такта сжатия в двух цилиндрах не может быть, а только в одном цилиндре, то во втором искровой разряд, который проскочит между электродами свечи не будет нести никакой полезной функции – холостая искра. Но при дальнейшей работе мотора ситуация поменяется – во втором цилиндре будет конец такта сжатия и искра необходима, а в первом цилиндре она будет холостой.
Двухвыводная катушка может иметь разные способы подключения к свечам накаливания. Один из способов – подача импульсов посредством двух высоковольтных проводов. Второй – использование одного наконечника и одного высоковольтного провода.
Такая катушка позволяет обойтись без распределителя, но подавать искру она может только на два цилиндра. А обычно у авто используется по 4 цилиндра. Для таких авто используется четырехвыводная катушка, которая сама по себе представляет две двухвыводные катушки, объединенные в один блок.
Индивидуальная катушка зажигания
В зависимости от устройства сердечника, индивидуальные катушки зажигания делятся на два типа – компактные, и стержневые
Компактная (слева) и стержневая (справа) индивидуальные катушки зажигания, устанавливаемые непосредственно над свечами зажигания.
Последний тип используемых на авто катушек – индивидуальные. Такие катушки работают только с одной , но при их использовании из передающей искру цепи исключен один из элементов – высоковольтный провод, поскольку катушка размещается .
Она имеет несколько иную конструкцию, но при этом принцип работы остался неизменным.
Устройство индивидуальной катушки зажигания
В ней имеется два сердечника. Поверх внутреннего располагаются две обмотки. Но в этой катушке вторичная обмотка располагается поверх первичной. Внешний сердечник располагается поверх обмоток.
Выходы вторичной обмотки подсоединены к наконечнику, который одевается на свечу. Этот наконечник состоит из стержня, рассчитанного на работу с высоким напряжением, пружины и изолятора.
Чтобы предохранить обмотки от значительных нагрузок, ко вторичной подсоединен диод, рассчитанный на работу со значительным напряжением.
Такая конструкция катушки очень компактна, что дает возможность использовать по одному элементу на каждый цилиндр. А отсутствие ряда других элементов, использующихся в системах, которые оснащаются первыми двумя типами катушек позволяет значительно снизить потери напряжения в цепи.
Это и все выпускающиеся на данный момент катушки зажигания, которыми оснащаются автомобили.
|
| |||||||
|
| |||||||
|
| |||||||
|
| |||||||
5 1.6 л.
1 1.3 1.5 1.6 л.Катушка зажигания — это.
.. Что такое Катушка зажигания? Катушка зажиганияКатушка системы зажигания двигателя (часто называемая «бобина») — элемент cистемы зажигания, который служит для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумуляторной батареи или генератора, в высоковольтное.
Основная функция катушки зажигания — генерация высоковольтного электрического импульса на свече зажигания.
Устройство
Контактная батарейная система зажиганияКатушка зажигания представляет собой высоковольтный импульсный повышающий трансформатор (упрощённая катушка Румкорфа) системы зажигания ДВС, первичная обмотка которого имеет сравнительно небольшое количество витков толстого провода и рассчитана на импульсы низкого напряжения, например 12 вольт (6 вольт на старых автомобилях и мотоциклах), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с большим количеством витков, благодаря чему во вторичной обмотке создаётся высокое импульсное выходное напряжение до 25.000 — 35. 000 вольт по формуле: напряжение = индукция в витке × количество витков. Высокое напряжение от катушки зажигания с помощью высоковольтного кабеля подаётся на распределитель (трамблер), от него с помощью высоковольтных кабелей напряжение распределяется по свечам зажигания. Высокое напряжение обеспечивает искру между электродами свечи, тем самым воспламеняя топливо-воздушную смесь.
Раньше катушки зажигания делали с незамкнутым магнитопроводом, в настоящее время появились трансформаторы зажигания с замкнутым магнитопроводом.
Принцип действия
Принцип действия любой катушки зажигания следующий. Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. В момент, когда нужна искра, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя, механически связанных с кулачком на вале, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, содержащей датчик Холла).
Согласно закону электромагнитной индукции, э.д.с., индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна
,
учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток , где очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э.д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает искру пробоя между электродами свечи зажигания.
Схема включения двухискровой катушки зажиганияНа некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.
В последнее время получили распространение выносные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).
Добавочное сопротивление
Двигатель автомобиля ГАЗ-63Под цифрой 18 — катушка зажигания, 17 — добавочное сопротивление.
В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.
Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, при нагревании которого резко увеличивается температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико).
При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.
- Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой («кривым стартером») двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).
См. также
Литература
- Карягин А. В., Соловьёв Г. М., Устройство, обслуживание и правила движения автомобилей. Военное издательство Министерства Обороны Союза ССР, Москва, 1957 год.
Ссылки
Принцип работы катушки зажигания
Работа бензинового двигателя внутреннего сгорания возможна только при наличии искры в камере сгорания. Искра должна податься вовремя и быть достаточно сильной для воспламенения воздушно-топливной смеси. За этот процесс отвечает система зажигания автомобиля.
Она состоит из многих элементов и очень важную роль в системе играет катушка зажигания.
Содержание:
- Роль катушки зажигания
- Конструкция
- Виды катушек и схемы их подключения
Роль катушки зажигания
Электрической искре очень непросто образоваться в условиях диэлектрической среды, созданной топливо-воздушной смесью в камере сгорания. Самый незначительный электрический пробой в таких условиях возможен только при наличии очень высокого напряжения. Электрический импульс такой силы просто не может возникнуть при напряжении 12 вольт, которой располагает бортовая система электропитания автомобиля. Напряжение, способное вызвать кратковременное появление искры на электродах свечи зажигания должно быть не менее десятка тысяч вольт.
Чтобы создать импульс такого высокого напряжения применяют катушку зажигания. Она призвана преобразовать напряжение бортовой системы электрооборудования в 6, 12 или 24 вольта в кратковременный импульс с напряжением до 30 000 вольт.
Устройство передает импульс на свечу, где между ее контактами возникает искра, необходимая для того, чтобы рабочая смесь воспламенилась.
Катушки зажигания той или иной конфигурации устанавливают на всех без исключения ДВС, работающих на бензине или газе. Она применяется на всех видах систем зажигания без исключения– контактной, бесконтактной и электронной.
Конструкция
Принципиально катушка зажигания устроена очень просто. Она имеет две обмотки – первичную и вторичную. Провод с крупным сечением создает первичную обмотку, а вторичная намотана более тонким проводом и количество витков может составлять до 30 000. Первичная обмотка имеет около ста витков. Обмотки расположены вокруг металлического стержня – снизу вторичная, а поверх ее наматывают первичную обмотку.
Обе обмотки, как и сердечник, заключены внутри диэлектрического корпуса, внутри которого находится трансформаторное масло. Вся конструкция в сборе представляет собой повышающий трансформатор. На его первичную обмотку подают ток низкого напряжения, а высоковольтный импульс снимают с вторичной.
Виды катушек и схемы их подключения
При абсолютно одинаковой конструкции, катушки подключают по разным схемам, которые определяют вид устройства:
- общая катушка;
- индивидуальная катушка;
- сдвоенная или двухвыводная.
Общая катушка
Самый простой и старый вид катушек. Схема подключения ее предполагает наличие только одной катушки, передающей высоковольтный импульс на распределительное устройство – трамблер. Он уже распределяет высокое напряжение между свечами цилиндров, согласно порядку их работы. Такая схема подключения может применяться на ситстемах зажигания всех существующих типов – электронной, контактной и бесконтактной.
Функционирование бобины основывается на процессе электромагнитной индукции – высоковольтный импульс возникает при прохождении малых токов через первичную обмотку, возбуждая в высоковольтной обмотке магнитное поле, что и вызывает появление мощного импульса, который поступает на свечи.
Катушка индивидуального типа
Электронные системы зажигания могут работать только с такими катушками. Они отличаются по схеме подключения и внешне – каждая свеча имеет свою катушку и это способствует гораздо лучшей синхронизации фаз газораспределения с моментом возгорания смеси бензина и воздуха.
Катушки индивидуальной конструкции сухие и имеют в своей конструкции электронные детали воспламенителя. Обмотки расположены в обратном порядке, и ток вторичной обмотки идет прямиком контакты свечи. Конструкция этих катушек предполагает наличие диода, отсекающего высокие токи.
Сдвоенные катушки зажигания
Такие устройства способны подавать искру сразу на два цилиндра одновременно. Применение этих катушек оправдано в двухцилиндровых двигателях. Но есть еще один вид – четверные катушки, которые подают одновременно четыре искры на четыре цилиндра. Система зажигания с этими бобинами проще, правда при подаче искры на две или четыре точки, используется только один импульс, так как в остальных цилиндрах поршни не могут находиться в фазе ВМТ и гореть в этих цилиндрах в этот момент нечему.
Катушки зажигания на сегодняшнем этапе развития науки и техники не имеют альтернативы, и работа систем зажигания без них не представляется возможной.
Читайте также:
НАША ИСТОРИЯ | hv-змеевик
НАША ИСТОРИЯ
Сотрудники HV Coil — это ориентированные на клиента, высококвалифицированные инженеры и техники, которые уделяют пристальное внимание деталям и неустанно стремятся к совершенству. Наша безупречная интеграция технологий, высокое качество изготовления и приверженность безопасности имеют первостепенное значение при ведении бизнеса.
Партнеры-основатели HV Coil большую часть своей карьеры провели в электроэнергетике, уделяя особое внимание производству высоковольтных шин.Каждый из наших сотрудников обладает разнообразными навыками, а наша производственная команда имеет большой опыт в производстве обмоток высшего качества. За последнее десятилетие сотрудники HV Coil усовершенствовали свой опыт, изготовив более сотни обмоток практически для каждой конфигурации гидро- и турбогенераторов с обычным охлаждением.
Узнайте больше о наших возможностях здесь.
Загрузите нашу брошюру здесь.
Если есть способ сделать это лучше……. Найди это.
— Томас А. Эдисон
Калеб Мунхолэнд
Калеб Мунхолэнд является президентом HV Coil LLC. Г-н Мунхоланд начал свою карьеру на заводе высокоинтенсивных разрядных ламп General Electric в Равенне, штат Огайо, в качестве инженера-механика в отделении высокоскоростной чистовой обработки. Затем он перешел в Northrop Grumman Corp. в Аннаполисе, Мэриленд, где он разработал инженерные методы и высокоточные инструменты и формы для нескольких гидроакустических платформ ВМС США.Вернувшись в штат Огайо в сервисный центр GE Ohio Coil в 2005 году, г-н Мунхолэнд внедрил несколько усовершенствований процесса производства стержней статора и до января 2014 года занимал должности инженера-технолога, начальника производства, затем руководителя завода. Г-н Мунхолэнд имеет степень бакалавра наук.
Имеет степень кандидата технических наук в области машиностроения Янгстаунского государственного университета.
Марк Шумейкер
Марк Шумейкер работает главным инженером-проектировщиком генераторов и менеджером по качеству в HV Coil.Обладая более чем 25-летним опытом работы в области производства электроэнергии, г-н Шумейкер начал свою карьеру в качестве офицера по ядерным двигательным установкам в ВМС США и был членом экипажа атомного авианосца USS Abraham Lincoln (CVN-72). Марк получил квалификацию вахтенного офицера на судовой реакторной установке A4W и работал начальником отдела электрооборудования реактора № 2. Перейдя в частный сектор, г-н Шумейкер в течение 3 лет работал со сборкой, обслуживанием и проектированием генераторов и полей в качестве инженера в компании General Electric International в Скенектади, штат Нью-Йорк.Вернувшись в свой родной штат Огайо, он работал в сервисном центре GE Ohio Coil в качестве конструктора обмоток статора, инженера по качеству и конструктора станков до мая 2014 года.
Г-н Шумейкер имеет степень бакалавра авиационной / астронавтической инженерии в Университете штата Огайо. .
Чад Роуз
Чад Роуз является операционным директором HV Coil. Г-н Роуз начал свою карьеру в качестве инженера-технолога в индустрии экструзии резины, где он получил обширный опыт в области проектирования машин и принципов бережливого производства в Lauren Manufacturing в Нью-Филадельфии, штат Огайо.До того, как присоединиться к команде HV Coil, г-н Роуз в течение 6 лет работал менеджером по производственным операциям и менеджером по охране труда и технике безопасности в сервисном центре GE Ohio Coil. Г-н Роуз провел несколько мероприятий кайдзен и сократил общее время цикла на 40%, сохранив при этом энергичную программу безопасности, позволяющую более 7000 рабочих дней без единого происшествия Day Away From Work (DAFW). Г-н Роуз имеет степень бакалавра машиностроения в Кентском государственном университете.
ВОЗМОЖНОСТИ И ПРОЦЕСС | hv-coil
HV Coil обладает более чем 125-летним коллективным опытом проектирования и производства обмоток статора высокого напряжения Turbo и Hydro bar (полукатушки) и связанных с ними компонентов.
Наш запатентованный производственный процесс позволяет нам предлагать превосходные сменные обмотки, которые будут:
Идеально подходит для сердечника статора и опорной конструкции концевой обмотки
Обеспечивает длительную безотказную работу
Превосходство оригинальной обмотки за счет более высокого КПД и генерирующей мощности
Запатентованный производственный процесс
HV Coil разработан для бесперебойной работы с данными, полученными двумя способами:
Отказ измерения на месте для определения основных электрических и физических характеристик генераторов
Чертежи или трехмерная геометрия, поставляемые OEM, практически в любом формате
Каждая новая обмотка рассчитана на:
Общее снижение потерь за счет максимального увеличения содержания меди и оптимизации транспозиций Робеля
Оптимизированные последовательные соединения (многожильные / консолидированные / гибридные конфигурации)
Оптимизированная конструкция торцевой обмотки для максимального увеличения срока службы системы: (подробнее здесь)
Обеспечение постоянных и достаточных зазоров для предотвращения частичного разряда между компонентами
Использование материалов и методов проектирования для минимизации вибрации в процессе эксплуатации и напряжений теплового расширения
HV Coil В производственном процессе используется современное автоматизированное производственное оборудование для обработки проверенной в отрасли системы изоляции с высоким содержанием смол класса F.
Эта система демонстрирует лучшие в отрасли диэлектрические свойства, механическую прочность, долгосрочную термическую стабильность и надежность. Обработка нашей системы не требует разрешений EPA, что делает HV Coil безопасным и экологически чистым производственным оборудованием.
Для обеспечения безупречной формы / соответствия / функционирования HV Coil выполняет следующие проверки качества в процессе работы каждой обмотки статора.
Полномасштабная имитационная проверка статора подтверждает:
Окружное и радиальное положение последовательных петлевых соединений
Достаточный зазор между верхней и нижней планками на выходе из керна
Согласование измеренных зазоров между стержнями на концах обмоток и проектных требований
Электрические испытания стержней 100% производства
Испытания изоляции жил 220 В переменного тока после уплотнения плоского стержня
AC Hipot согласно IEEE Std.
4Испытание на импульсные перенапряжения для многооборотных стержней согласно IEEE 522
Коэффициент мощности по IEEE 286 с тангенциальной дельтой <1%
Тестирование по требованию заказчика доступно по запросу
4Помимо производства обмоток статора, HV Coil производит все соответствующие соединительные кольца / соединительное оборудование и предоставит весь комплект для перемотки (клинья / SRS / TRS / RTD / наполнители / краски / смолы / войлок / связующие материалы…так далее).
КАЧЕСТВО | hv-coil
Разница между высоковольтными катушками
Наш собственный производственный процесс позволяет получить обмотку статора мирового класса
Геометрическая конструкция катушки, обеспечивающая достаточные зазоры между обмотками и предотвращение поверхностных разрядов (PD).
Превосходный контроль качества производства, позволяющий воспроизводить форму конца обмотки и положение выводов.
Проверенная в отрасли система изоляции, в которой используются компоненты, на 100% наклеенные лентой (изоляция из слюды для заземления, OCP — внешняя защита от коронного разряда / балочная броня и подавитель напряжения).
Наборы для перемотки, включая инструменты для точной сборки и материалы для компонентов, рассчитанные на долгий срок службы ….. не самая низкая стоимость.
Полномасштабный макет статора
Полномасштабный макет выполняется для каждого производственного заказа высоковольтной катушки. Значимые данные из реального мира собираются и анализируются на протяжении всего процесса, чтобы гарантировать, что обмотка высочайшего качества поступит на объект нашего заказчика.
нажмите для увеличения
Шаблон позиционирования свинца
Каждый комплект перемотки включает сборочные инструменты, которые помогают при установке намотки.
Эти инструменты позволяют персоналу на месте быстро и легко обеспечить правильное расположение компонентов обмотки.
нажмите для увеличения
Фазовые соединения
Новая обмотка подключается к повторно изолированным соединительным кольцам.
нажмите для увеличения
Полномасштабный макет статора
Полномасштабный макет выполняется для каждого производственного заказа высоковольтной катушки. Значимые данные из реального мира собираются и анализируются на протяжении всего процесса, чтобы гарантировать, что обмотка высочайшего качества поступит на объект нашего заказчика.
нажмите для увеличения
Качество
Качество и долговечность обмотки статора достигается за счет решения ключевых вопросов в трех основных категориях. Большинство видов отказов можно отнести к поломке в этих категориях:
Конструкция катушки / стержня
Поверхностный / частичный разряд (ЧР) произойдет из-за несоответствующего расстояния между проводниками внутри торцевой обмотки.
Катушка-земля может вызвать катастрофические отказы, если конструкция обмотки катушки не соответствует минимальному требуемому расстоянию от земли.
Неадекватная блокировка катушки вдоль торцевой обмотки, в фазовых соединениях или соединительной шине, или в последовательном контуре, вызывающая чрезмерную вибрацию концевой обмотки и образование пыли.
Производство рулонов / прутков
Активность частичных разрядов из-за недостаточного приклеивания слюдяной изоляции заземляющего слоя к внешней защите от коронного разряда (OCP) или балочной броне, вызывая ускоренное разрушение в основной части генератора.
ЧР из-за ненадлежащего соединения и отверждения (или плохого качества изготовления во время нанесения) на градиенте напряжения и интерфейсе OCP
PD из-за ненадлежащего контроля качества производства, что приводит к несоответствию расстояния между концами стержней и, в крайних случаях, контакту друг с другом.
Установка катушки / стержня
Неадекватная фиксация обмотки катушки из-за некачественных материалов или методов работы, вызывающих вибрацию конца обмотки и образование пыли.
Отсутствие необходимых инструментов для центровки и сборки, необходимых для обеспечения правильного размещения и привязки каждой катушки в обмотке.
Плохое соединение на границе раздела ограничитель напряжения / OCP — разрушение проникает через несколько слоев слюдяной изоляции.
Несоответствующий шаг внутри торцевой обмотки. Сильная активность частичных разрядов вдоль конечных рычагов катушки при обрывах фаз.
Несоответствующее расстояние между торцами обмотки.Указывает на чрезмерные расхождения при изготовлении и установке.
Неправильный контроль формы, вызывающий частичные разряды в точке контакта между стержнями.
Плохое управление формой концевого рычага катушки, вызывающее схождение концевых обмоток, несоосность последовательных соединений, частичные разряды при обрывах фазы и недостаточную блокировку, вызывающую вибрацию и образование пыли.
Эксперименты по высоковольтной катушке зажигания
Высокое напряжение Зажигание Катушка Эксперименты
Введение
Так что же такое катушка зажигания ? An Катушка зажигания — это индукционная катушка, которая преобразует ток от автомобиля. аккумулятор (12 В) в высоковольтные искры, необходимые для свечей зажигания в автомобильный двигатель.Катушка зажигания похожа на трансформатор высокого напряжения, и как трансформатор, содержит две обмотки (первичную и вторичную) обернутый вокруг стального / железного сердечника. В катушке зажигания используется стержневой сердечник, вместо классической конструкции трансформатора, хотя я видел некоторые трансформаторные катушки зажигания. Они все еще работают более или менее так же. Все это помещается в изоляцию, например, эпоксидную смолу или масло. В первичная катушка имеет несколько витков (подключена к батарее 12 В), а вторичная катушка имеет много витков (которая, конечно, имеет выход высокого напряжения).
Катушка зажигания важна как есть необходимо сделать вывод высокого напряжения (около 10-20 кВ) для Свечи зажигания. В старых автомобилях периодически снижается ток аккумулятора. прерывается контактным выключателем в распределителе, так как двигатель бежит. Однако теперь используется твердотельная коммутация с использованием микросхем, поскольку они лучше и эффективнее. Так как же работает катушка зажигания?
Как я уже упоминал ранее, зажигание
Катушка похожа на трансформатор и работает от электромагнитной индукции.Когда ток подается на первичную катушку, создается магнитное поле.
созданный. Однако при снятии этого тока магнитное поле
коллапсирует, и это вызовет ток на
вторичная обмотка, создающая всплеск высокого напряжения. Это случается много раз
вторая, создающая , по-видимому, непрерывную искру, которая
перешел на искровые разрядники.
Схема драйвера и установка
Итак, теперь вы знаете, что такое катушка зажигания делает, переходим к экспериментам.Катушка зажигания отличный генератор для высоких напряжений. К тому же это дешево (можно либо получите их бесплатно, либо очень дешево у местного автомеханика) и прочный (рассчитан на длительную эксплуатацию в автомобилях). Есть 2 типа, цилиндр маслонаполненные типы (как у меня) или квадратные типы вузов. Оба будут работать отлично. Нам нужен нарастающий и спадающий электрический ток через первичный, чтобы сделать HV от вторичного, так что давайте посмотрим, как я это сделал.На слева вы можете увидеть простейшие настройки.
Это очень легко сделать, и ошибиться невозможно, так как их всего 3 компоненты. Работает от сети тем не менее, и может быть чрезвычайно смертельным. Конденсатор может хранить ярмарку количество энергии, поэтому всегда не забывайте разряжать его после использования. На да, вы можете видеть мою простую настройку. Я добавил темный фон для облегчения фотосъемки и просмотра искры.В пластиковая штучка наверху — это моя попытка предотвратить дугу над от высоковольтного провода на землю. Очевидно, что результат значительно выше, чем при работе от автомобильного аккумулятора (я использую сеть), поэтому поэтому мне нужна лучшая изоляция. У меня не было высокого напряжения номинальные кабели пока что, поэтому мне просто нужно подождать, прежде чем изолировать всю вещь. Один из вариантов — окунуть все это в масло, но это немного грязно, поэтому я подожду, пока не получу подходящие материалы и все правильно утеплить.Вот схема моей схемы:
Нет ничего проще чем это. Но как это работает? Вот что происходит. В диммер содержит устройство под названием симистор , который является электронным переключатель, который срабатывает синхронно с частотой сети. Ручка на диммере регулирует время срабатывания триггера. Когда срабатывает симистор, он замыкает цепь состоящий из первичной обмотки катушки зажигания, крышки и линии переменного тока. (1) Колпачок разряжается в катушку зажигания, затем снова заряжается. от линии, через катушку зажигания, на противоположную полярность. После того, как крышка заряжена, ток через нее упадет до нуля, что вызывает отключение симистора. Когда симистор выключен, линейное напряжение проходит через ноль и нарастает в противоположном направлении. Если у вас есть установите ручку диммера правильно (около 50%), симистор срабатывает так же, как и линия достигает пика в противоположном направлении, поэтому катушка захлопнулся полным линейным напряжением плюс полное напряжение заряженный кап.На моей линии 240 В это что-то вроде 680 В. (Напряжение полностью заряженной крышки составляет около 340 В, а пиковое напряжение линия тоже около 340 В. На катушку зажигания попадают оба напряжения. последовательно: 680 В.) Вернитесь к пункту (1) и повторите 100 раз в секунду. (Пожалуйста, напишите мне, если я ошибки или ошибки в этом расчете). у меня нет оборудование для точного измерения тока или напряжения при этом время хотя.
Необходимые детали
Конструируя это схема проста. Нам нужно всего несколько компонентов. Вы можете получить катушка зажигания из местной автомастерской. Просто попроси их об одном, и скажите, что он вам нужен для проекта. Они могут дать вам один бесплатно или по невысокой цене. Конечно, не надейтесь получить новый. Так и будет будьте подержанным и будьте готовы смыть жир.Другой альтернатива — купить новый, который не должен стоить дороже, чем 10 долларов, если только у вас не получится действительно хороший.
Диммер довольно прямо вперед — ваш местный рынок будет его. Перейти к освещению раздел и найдите диммер. Чем выше рейтинг, тем лучше. (500 Вт или выше должно подойти) Вы не хотел бы взорвать его и вернуться, чтобы купить еще один. Наконец, конденсатор: вам нужен конденсатор переменного тока от 0.1 микрофарад до 20 мкФ (30 мкФ — это предел размера крышки. Я не предлагаю попробовать побольше ..), при любом напряжении примерно от 250-600В (в зависимости от сетевого напряжения). Все они работают, но Чем больше крышка, тем больше выходная мощность. Если крышка слишком большая, катушка зажигания перегреется. Если корпус катушки становится слишком теплым, чтобы удобно держать в руке, нужен конденсатор меньшего размера. Используя мой 440VAC 3.Конденсатор на 5 мкФ, при длительном использовании даже не греется! Последнее, что вам понадобится, это провода и разъемы.
Надлежащая изоляция
При таком высоком напряжении изоляция важна. Есть несколько способов изолировать ВН, когда высокое напряжение продолжает исходить от клеммы к земле. Иметь достаточная изоляция, вы должны обратить внимание на путь утечки и клиренс .Клиренс достаточно очевиден, это расстояние материал между двумя проводниками, который предотвратит поломку окружающий материал, вызывающий некоторую проводимость (около 1,1 кВ на мм). Ползучесть происходит из-за того, что дуги «следуют» вдоль поверхностей, чтобы достичь их пункт назначения. (например, от клеммы ВН к земле дуга следует за поверхностью катушки зажигания.) Способ передвижения это необходимо для увеличения расстояния, которое должна пройти дуга.Если вы посмотрите на ЛЭП ВН на опорах, видно, что изоляторы ребристые до упора. Это необходимо для увеличения длины пути. дуга должна последовать, увеличивая напряжение пробоя. Один из способов — это чтобы попробовать вставить кусок изолированного провода высокого напряжения в клемму ВН и затем залить терминал эпоксидной смолой. Другой способ — вырезать круг из пластика, выступающий примерно на 3 см, установлен поверх замка зажигания катушка.Удерживая его на месте с помощью бусинки в ванной приличного размера силиконовый герметик по всей поверхности (следя за отсутствием зазоров) предотвратит любое отслеживание. Очевидно, если немного силикона отсутствует, он будет проходить через отверстие слева. Электричество будет иметь тенденцию выбери самый простой путь.
Есть много других различные схемы драйверов, такие как таймеры 555 или транзисторные схемы, но Я уверен, что схему, которую я использую, лучше, проще и быстрее исправить вместе, и так мало что может пойти не так.(Только 3 компонента ..) Также не требует дорогостоящих блоков питания и является как правило, намного мощнее, чем входы 12 В. Теперь о моем эксперименты.
Эксперименты с дуги
Две разные картинки. Давайте сначала посмотрим на ту, что слева. Это на 1 дюйм жарко, зажигательная дуга, создаваемая путем подачи импульсов заряженного конденсатора 250 В 240 мкФ через начальный.Конечно, это всего лишь один разряд, и это не непрерывная дуга, но теперь мы знаем, что катушка по крайней мере работает. (проверено катушка до того, как я купил остальные компоненты для схемы)
После подключения к моя электрическая цепь … (второе изображение) Это выдержка 1/2 секунды, поэтому вы можете увидеть несколько дуг. Также обратите внимание на некоторые ползущие дуги. поверхность катушки к земле (доказывает мою паршивую временную изоляция не работает), а корона с другой точки.Много Электромагнитные волны генерируются, и каждый раз, когда я включаю его, Экран телевизора начал бы портиться … Напряжение, генерируемое явно очень высокий, возможно, более 30 кВ или больше.
Горячая дуга извивается вокруг пластикового листа.
Новое фотографий!
Это новые фото не выпускался раньше! На первом снимке показана короткая выдержка дуги. дуга в бассейн с водой.Обратите внимание на цвета и рябь, вызванную дуга. Второй — это 1-секундная экспозиция дуг, извивающихся вокруг пластиковый лист в бассейн с соленой водой. Нажмите, чтобы увеличить.
[Обновления от 11 ноября 2003 г.]
Больше мощности на катушку!
вместо 3.5uF конденсатор, я увеличил его с помощью дешевого конденсатора 250VAC 8uF.(Если вы вот интересно, белая штучка это горячий клей)
Разница довольно большая очевидный. Вместо тонких синих дуг они превратились в огненно-горячие. яркие дуги. В дугах явно намного больше тока.
Сравните это изображение с показанным выше (с голубоватыми дугами) и вы увидите разницу. Однако на этих уровнях катушка нагревается на ощупь только после в то время как.Конфигурация 3,5 мкФ позволяла катушке оставаться прохладной даже при бегать в течение длительного периода времени.
планирую использовать повыше емкость конденсатора и посмотрим, что произойдет … люди загнали катушка до 5000Вт!
Катушки зажигания построены довольно хорошо, и они почти как маленькие версии Pole-Pig-Transformers / Силовые распределительные трансформаторы и может обрабатывать довольно большое количество переоценки и злоупотреблений.
[Обновления 2 января 2005 г., воскресенье]
Более обновления! Наконец-то я нашел время, чтобы делать то, что хотел. Как вы можете как видно на фотографиях выше, изолятор ВН явно недостаточный, и дуги ВН превышены. Это серьезно ограничивает мой максимум длина дуги. Я купил провод на 40кВ (как в обратном трансформаторы) некоторое время назад по 2 доллара за метр, и у меня не было возможности чтобы использовать его еще.Я также пошел и купил свечи для чая вчера.
Посмотрите на схему на левый. Сначала я припаял провод номиналом 40 кВ к выходу ВН. потом Я достал кусок трубы из ПВХ (синяя труба на схеме) и наклеил верхняя часть терминала ВН и герметично закрыла нижнюю часть щедрым количество горячего клея (голубой). Затем трубка была заполнена расплавленным свечу воском (желтый) и оставили остывать.Я сделал это с двумя своими зажиганиями катушки. Нормальная дуга возникает там, где синие дуги находятся в диаграмма.
После завершения я подключил одну катушку в драйвере, как указано выше (используя крышку 3,5 мкФ), и я получили потрясающие результаты! Однако в нижней части Труба ПВХ (обозначена зелеными линиями на схеме), если я потянул электроды слишком сильно разнесены .. похоже, что напряжение слишком высокое! (который хорошо :-))
К получить еще более высокое напряжение, можно подключить 2 катушки в встречно-параллельный для удвоенного напряжения.Я подключил две катушки антипараллельный (+ первой катушки подключен к — другая катушка и дуга возникает между двумя высоковольтными выходами.) и Результат был впечатляющим. Я пробовал это раньше, но дуга проблемы ограничивали дугу максимум в 6 см, прежде чем возникли перекосы серьезный. На этот раз у меня получилась непрерывная дуга длиной 10 см! Это в минимум 100 кВ, но ограничен пробоем изоляции.Похоже, у меня есть положить эти катушки в масло.
Фотографии слева показывает мое достижение. На первом фото видна дуга на расстоянии 6-7 см. На втором фото показаны дуги 10см. Есть дуга, которая кажется несвязанный на фото. Я не уверен, чем это вызвано, но если кто-нибудь есть объяснение, не стесняйтесь обращаться ко мне, и я обновлю его. Щелкните фото, чтобы увеличить.
В будущем я мог бы получить две лучшие катушки и улучшить мою схему драйвера, чтобы добиться даже большая длина искры.Я могу обернуть все прозрачным акрилом емкость и залейте в нее хорошее трансформаторное масло. Это остановит Устранение дуги и проблемы с изоляцией раз и навсегда!
Другие эксперименты с катушкой зажигания
Эксперимент с «Плазменные глобусы»
После моих экспериментов с плазменными шарами с обратным ходом, Решил попробовать, подсоединив лампочку к выходу ВН.Он не будет работать как плазменный шар из-за низкой частоты, но я ожидаемые впечатляющие результаты. Фотографии подтвердили мою правоту! Это одинокие океаны должны видеть картинку! (щелкните миниатюры сейчас) Есть дуги внутри и снаружи (поверхность) колбы. Также обратите внимание на дуги от земли (петля провода) до лампочки. В реальной жизни дуги намного более фиолетовые, скорее всего, из-за низкого давления азота в баллоне.Видео доступен для скачивания. (Прокрутите вниз)
Эксперимент с Лестница Иакова
Если Вам было интересно, может ли эта катушка зажигания привести в действие лестницу Иакова, ответ — да.
Слева вы видите 1-секундная выдержка лестницы Иакова. Повышенная мощность I получить от этой катушки позволяет мне построить намного больше и выше Джейкоба лестнице, чем управляемая обратноходом.На этом рисунке показаны дуги начиная снизу и двигаясь вверх, тушение и начиная снизу, как в научно-фантастических фильмах Прошлое, просто мой поменьше. Он издает громкий звук бзззз, когда он поднимается и после непродолжительного использования. Производство озона выше, а провода нагреваются намного сильнее, чем лестница с обратным ходом.
Сравните с моим Обратный ход водил один и ты Можете увидеть, насколько он лучше 🙂 Вы только посмотрите на эти дуги.. если ты промазать провода солью, получится ярко-желтая дуга. Он имеет пластиковую основу, на которой нарезаны два канала для проводов и загнуты внутрь. форма буквы «V». Одна сторона — это высокое напряжение, а другая — земля. Лестница Иакова очень сильно подвержена влиянию даже самого легкого ветра, и меры предосторожности должны были быть приняты, чтобы убедиться, что ветер не подул его не дойдя до вершины «лестницы».
Видео!
Вот видео искры и
плазменный шар в действии!
(вам нужен Windows Media Player для просмотра видео, закодированных в
Формат WMV)
в действии и с прикрепленной лампочкой: зажигание.WMV (799кб)
Обновления: 1-е
Февраль 2004 г., 7 июня 2004 г.
Обновлено 12 сентября 2003 г., 2 января 2005
Опасность! Высокое напряжение!
Copyright 2003,2004,2005 Gao Guangyan
Напряжение катушки — обзор
Измерение мощности в симметричных трехфазных цепях
Для четырехпроводной системы необходимо использовать только один ваттметр, подключенный, как показано на рис.5.15. Ваттметр откалиброван для считывания произведения VI cos ϕ, где В, — напряжение на его катушке напряжения, I — ток, проходящий через его катушку тока, а ϕ — угол между ними. Ваттметр на рис. 5.15 имеет фазное напряжение на своей катушке напряжения и фазный ток (который в данном случае также является линейным током) через катушку тока. Таким образом, он будет считывать мощность в одной фазе, и поэтому общая мощность получается путем умножения показания на три.
Рисунок 5.15.
Однако для трехпроводной системы используется так называемый метод двух ваттметров, при этом два ваттметра подключаются, как показано на рис. 5.16. Поскольку ваттметр считывает произведение напряжения на катушке напряжения с током в катушке тока и косинусом угла между ними, тогда
Рис. 5.16.
- •
W 1 будет читать В AC I A cos ϕ 1 , (ϕ 1 — угол между 4 V I A )
- •
W 2 будет читать V BC I B cos (ϕ 2 (ϕ V угол между BC и I B ).
Векторная диаграмма изображена на рис. 5.17 с учетом запаздывающего коэффициента мощности
Рис. 5.17.
cos ϕ, так что фазные токи отстают от фазных напряжений на ϕ. Ваттметр W 1 показывает
(5,10) VACIA cos (30 ° −ϕ)
, где В AC — это линейное напряжение, а I A — линейный ток.
Ваттметр W 2 показывает
(5,11) VBCIB cos (30 ° + ϕ)
, где В BC — линейное напряжение, а I B — линейный ток.
Для ведущего коэффициента мощности cosϕ знак φ изменится в уравнениях (5.10) и (5.11). Мощность, представленная показаниями на Вт 1 , составляет:
P 1 = В L I L (cos 30 ° cos ϕ + sin 30 ° sin ϕ) = В L I L (√3 / 2) cosϕ + (l / 2) sinϕ]
Мощность, представленная показанием на W 2 , составляет:
P 1 = В L I L (cos 30 ° cos (ϕ — sin 30 ° sinϕ) = В L I L [(√3 / 2) cosϕ — (1 / 2) sinϕ]
Мощность, представленная показаниями на W 1 и W 2 , составляет, таким образом,
(5.12) P1 + P2 = √3VLILcosϕ
— полная мощность в сбалансированной трехфазной цепи.
Таким образом, сумма показаний двух ваттметров дает полную мощность в трехфазной цепи. Если фазовый угол больше 60 ° (опережение или запаздывание), один из ваттметров будет показывать отрицательное значение, потому что cos (30 ° + ϕ) тогда отрицательный, и показания должны быть вычтены из другого, чтобы получить полную мощность.
Сейчас P 1 — P 2 = В L I L sin ϕ, который составляет 1 / √3 от общей реактивной мощности, поэтому, если мы умножим ( P 1 — P 2 ) через √3 получаем полную реактивную мощность в трехфазной цепи.Таким образом,
(5.13) Var = √3 (P1 − P2) = √3VLIL sinϕ
Поскольку фазовый угол φ определяется как tan −1 (реактивная мощность / активная мощность), то
(5.14) ϕ = tan− 1 [√3 (P1 − P2) / (P1 + P2)]
Тогда коэффициент мощности просто равен cos ϕ.
Подводя итог, используя метод двух ваттметров в любой сбалансированной трехфазной цепи, соединенной звездой или треугольником, показания которой равны P 1 и P 2 , мы можем получить следующую информацию:
- •
общая активная мощность
(5.12 бис) W = (P1 + P2) Вт
- •
общая реактивная мощность
(5,13 бис) Q = √3 (P1 − P2) Var
- •
коэффициент мощности
(5,15 ) cosϕ = cos {tan − 1 [√3 (P1 − P2) / (P1 + P2)]}
Новая высокоэффективная высоковольтная катушка Принадлежности
Защита схем, независимо от того, предназначены ли они для жилых или коммерческих целей. Теперь еще удобнее и проще с помощью новой высоковольтной катушки аксессуары на Alibaba.com. Эти продукты являются лучшими в линейке продуктов и производятся с максимальной заботой об электрических соединениях и цепях любой собственности. Предлагаемые здесь продукты не только обладают высокими эксплуатационными характеристиками, но также сертифицированы и устойчивы ко всем видам использования в сложных условиях, тем самым обеспечивая более длительный срок службы. Получите эти продукты от ведущих и проверенных поставщиков новых катушек высокого напряжения и оптовых торговцев на сайте по великолепным ценам.Независимо от того, насколько велик или малое соединение, эта новая высоковольтная катушка способна обрабатывать все виды сложных цепей и защищает их от всех типов помех.Эти продукты имеют дистанционное управление и могут управляться через смартфоны. Различные категории продуктов на сайте оснащены всеми новейшими функциями и различной емкостью для удовлетворения различных требований к напряжению и току. Эти изделия изготовлены из высококачественного пластика, серебра, меди для улучшения характеристик.
Просмотрите разнообразную новую высоковольтную катушку на Alibaba.com и выберите один из множества продуктов в зависимости от требований. Эти аксессуары термостойкие, оснащены защитой от перегрузки по току, защитой от перегрузки, защитой от скачков напряжения и поставляются с кожухом для предотвращения контакта цепей с внешними помехами.Они оснащены функцией автоматического своевременного включения или выключения и могут управляться голосом с помощью Google Assistant или Alexa. Также можно найти изделия с функцией автоматического повторного включения, а также для солнечных батарей.
Ознакомьтесь с разнообразным ассортиментом новой высоковольтной катушки на сайте и купите продукты, соответствующие требованиям и бюджету. Доступны индивидуальные настройки, и потребители могут заказывать их как OEM-продукты. Послепродажное обслуживание также предлагается для отдельных продуктов в зависимости от потребностей.
Производство катушек высокого напряжения — Whitelegg Machines
- Все продукты
- Перемотка и ремонт электродвигателя
- Оборудование для намотки катушек
- Ручные инструменты и аксессуары для перемотки
- Разборка, очистка и снятие змеевика
- Изоляционное оборудование
- Тяговое и коллекторное оборудование постоянного тока
- Испытательное оборудование
- Пропитка и отверждение
- Производство электродвигателей
- Пропитка и отверждение
- Испытательное оборудование
- Машины для намотки катушек
- Контроль состояния
- Производство катушек высокого напряжения
Для продаж или дополнительной информации Связаться
.