Принцип действия
Простое определение любого электродвигателя — машина для преобразования электрической энергии в механическую. Мотор стартера не исключение. Когда ток течет через проводник, помещенный в магнитное поле, возникает сила, действующая
на проводник со стороны магнитного поля. Величина этой силы пропорциональна силе магнитного поля, длине проводника, находящейся в магнитном поле, и току, текущему по проводнику.
В любом электродвигателе постоянного тока один единственный проводник не может использоваться на практике. Поэтому проводник свернут в петлю или много петель, формирующих обмотку якоря. Многосекционный коммутатор (коллектор) позволяет проводнику контактировать через
щетки с источником тока.
Сила, действующая на проводник, создастся взаимодействием главного магнитного поля и поля, созданного вокруг проводника. В стартерах легкового автомобиля главное магнитное поле традиционно создавалось последовательно включенными сильноточными отмотками, намотанными вокруг полюсных башмаков из магнитомягкого железа. По мере совершенствования технологии изготовления магнитов обмотки с проводом вытесняются постоянными магнитами, позволяющими уменьшить и облегчить конструкцию. Сила магнитного поля, созданного вокруг проводников в якоре, определяется значением текущего тока. 11ринцип работы электродвигателя постоянного тока показан на рис. 7.7.
Большинство конструкций стартера использует систему с четырьмя тетками и четырьмя полюсами. Применение четырех полюсов концентрирует магнитное поле в четырех областях, как показано на рис. 7.8. Магнитное поле создается одним из трех способов: постоянными магнитами, обмотками возбуждения, включенными последовательно или параллельно обмотке ротора.
На рис. 7.9 показаны схемы двух вариантов включения обмоток возбуждения магнитного поля. Последовательно - параллельные цепи возбуждения полей могут быть выполнены с более низким сопротивлением. Таким образом, увеличивается ток и, следовательно, крутящий момент мотора. Чтобы выдержать сильный ток, используются четыре щетки. Щетки сделаны из смеси меди и графите, что общепринято для большинства теток электромоторов или генераторов. Щетки стартера имеют более
высокое содержание меди, чтобы минимизировать электрические потери. На рис. 7.10 показаны некоторые типичные катушки возбуждения с присоединенными щетками. Обмотки возбуждения справа известны как волновая намотка.
Якорь ротора состоит из сегментированного медного коллектора и сильноточных рабочих обмоток из меди. Обмотки на роторе, вообще говоря, могут быть намотаны двумя способами, которые известны как «петлевая» и «волновая» обмотки. На рис. 7.11 показаны различия между этими двумя методами. Существует тенденция использовать в стартерах волновой тип обмотки, так как этот способ лает самый подходящий крутящий момент и характеристику скорости для системы с четырьмя полюсами.
Стартер должен также иметь устройство для вхождения в соединение с зубчатым колесом маховика автомобиля и выхода на него. В случае стартеров легкового автотранспортного средства это достигается или механизмом инерционного типа, или механизмом с предустановкой зацепления. Оба они обсуждаются в последующих разделах.
