Рассмотрим несколько примеров

Пример 1. Как может измениться на автомобиле работа стартера СТ230, если в его обмотке якоря замкнули накоротко две секции, уложенные в одном пазу?

Из условия вопроса видно, что число секций в волновой обмотке якоря электродвигателя стартера уменьшилось (следует помнить, что в секциях обмоток якорей автомобильных стартеров по одному витку, кроме стартера СТ4-А, в секциях якоря которого два витка). Электромагнитный вращающий момент на валу якоря любого стартера подсчитывается по формуле:

М_элм = С_М ∙ Ф ∙ I_Я = ∙ Ф ∙ ;

 

где С_М = – коэффициент­­­, Зависящий от конструкции электродвигателя;

Р – число пар полюсов в электродвигателе стартера;

N – число активных проводников в обмотке якоря;

а – число параллельных ветвей обмотки якоря;

Ф – магнитный поток одного полюса;

I_Я – сила тока в цепи якоря;

U_б – напряжение аккумуляторной батареи;

R_Я, R_В – активные сопротивления обмотки якоря и последовательной обмотки возбуждения.

Из-за короткого замыкания двух секций уменьшилось число активных проводников в обмотке якоря, значит, уменьшилась величина коэффициента С_М и уменьшилась величина электромагнитного вращающего момента на валу якоря.

Из теории работы электродвигателей постоянного тока известно, что в проводниках вращающейся обмотки якоря индуктируется (наводится) противо-эдс, величина которой определяется по формуле:

Е_обр = С_Е ∙ n ∙ Ф,

где С_Е = , откуда n = .

Из-за короткого замыкания двух секций число активных проводников обмотки якоря уменьшается, поэтому уменьшается и наведенная в меньшем числе проводников величина противо-эдс, а величина магнитодвижущей силы полюсов несколько увеличится из-за увеличения тока, текущего в обмотках возбуждения из-за уменьшения противо-эдс и небольшого уменьшения омического сопротивления обмоток якоря. Уменьшение противо-эдс и увеличение магнитного потока полюсов приведет к уменьшению частоты вращения вала якоря стартера. Кроме того, при пуске двигателя якорь неисправного стартера будет вращаться неравномерно (рывками), так как замкнутые накоротко секции не будут создавать магнитного потока.

Уменьшение вращающего момента и частоты вращения вала якоря приводит к уменьшению полезной мощности стартера, так как

Р_ст = М_вр ∙ n_я ∙ 1, 03, кВт

или Р_ст = , л.с.

Пример 2. За счет каких изменений в электрической схеме стартера СТ221 добились уменьшения частоты вращения якоря при работе стартера в режиме холостого хода.

При изучении работы исправных схем стартеров по учебникам вы уяснили, что в СТ221 обмотки возбуждения имеют смешанное включение, т.е. обмотки двух полюсов, имеющих по 10 витков провода большого сечения, включены последовательно обмотке якоря, а обмотки двух других полюсов из тонкого провода (0, 6) с числом витков 170 в каждой включены параллельно обмотке якоря. Обе цепи обмоток возбуждения в стартере намотаны так, чтобы их магнитодвижущие силы, а значит и магнитные потоки, складывались. Такое включение обмоток возбуждения называется согласованным.

Частота вращения якоря электродвигателя стартера с последовательным возбуждением определяется по формуле:

n_я = ,

а частота вращения якоря электродвигателя стартера с последовательным возбуждением определяется по формуле:

 

n_я = ,

 

где Ф_п – магнитный поток, наведенный в стартере последовательной (сериесной) обмоткой возбуждения;

Ф_ш – то же, но параллельно (шунтованной) обмоткой возбуждения.

В последней формуле абсолютное значение величины суммарного потока возбуждения больше, а это при прочих равных условиях и приводит к уменьшению частоты вращения вала якоря стартера на холостом ходу. Следует заметить, что электромагнитный вращающий момент на валу якоря стартера, имеющего смешанное включение обмоток возбуждения, определяется по формуле:

М_элм = С_м I_я(Ф_п+Ф_ш).

Мощность стартера определяется по той же формуле:

Р_ст = М_элм n_я ·1, 03, кВт.