Установка стартера на генератор своими руками

Автоматизируем запуск бензогенератора

Ну вот =) Поступила задача.

ТЗ: Существует бензогенератор на движке honda GX390, со стартером, но без платы автоматического запуска. Нужно сделать автозапуск с интеграцией в систему АВР. Без вложения больших средств.

Ну блин, сказано – сделано. Готовое решение = замена бензоагрегата, ага на. PLC контроллеры идут лесом, по причине их дороговизны и вообще их купить можно только в 2018 году (Кто работает по бюджету – поймут).

Коротким совещанием решаем изготовить нестандартное оборудование но с оговорками:

Во первых. Финансовых затрат – по минимуму.

Во вторых. Монтаж по возможности DIP, т.к. обслуживающий персоонал не особо привык в SMD.

В третьих. Изготавливаем два экземпляра, для возможности своевременной замены.

В четвертых. С кодом должен разобраться практически любой.

Ну и что? Естественно первое, что упало в голову – Arduino.

Ладно. Заказал пару Arduino pro mini, нашел пару коробок от контроллеров диспетчерских щитов, релюшки, обвязку, и step-down DC-DC стабов. Короче затрат на 300р.

Развел в Sprint Layout печатку.

Получилось сносно, вход синала запуска генератора ввел через оптопару, поставил watchdog таймер на NE555, подкинул термометр DS18B20 для того, чтоб не закрывать заслонку на горячем двигателе.

Три релюшки управляют питанием катушки зажигания, Соленоидом заслонки и якорем стартера.

Потом травил в Лазерный утюг. Местами пошловато, но сплав Розе решил эту проблему.

Сваял в макетку, собрав цепь из светодиодов и кнопочки, для имитации сигнала запуска генератора.

Алгоритм простой: При получении сигнала ЗГ отпрашиваем джамепры на предмет времени удержания стартера, потом даем питание на систему зажигания, Если двигатель холодный то притягиваем соленоид заслонки карбюратора(Если горячий то не нужно), Врубаем стартер, через N секунд стартер тушится, отпускается заслонка, зажигание сохраняем до пропадания сигнала ЗГ.

Ну вот такая штука вышла. Завтра отрисуем схему всей АВР, подберем щит и уже с новго года будем собирать все это во едино. За одно и соберем второй экземпляр.

Простой бензиновый генератор 220В (заводится стартером!)

Самоделка довольно простая в изготовлении, устроено все на двигателе от бензокосы, можно также использовать мотор от бензопилы. В качестве генератора выступает мотор на 12В, а прикол весь в том, что этот мотор можно использовать в качестве стартера и запускать генератор путем нажатия на кнопку. Основа генератора очень простая, сделана из доски, а рама выполнена из ПВХ-труб и прочих комплектующих. Чтобы получить 220В, вам понадобится инвертор.

Бензина генератор потребляет мало, ведь двигатель маленькой кубатуры, да и работает на невысоких оборотах.

Материалы и инструменты, которые использовал автор для самоделки:

Список материалов:
– двигатель от бензокосы;
– двигатель на 12В-24В (постоянного тока);
– инвертор с 12В на 220В ;
– провода;
– ПВХ-трубы, а также тройники, уголки и прочие мелочи;
– клей;
– пару резиновых трубок (для соединительной муфты);
– кусок доски;
– хомуты;
– кнопки, саморезы, стяжки и прочее.

Список инструментов:
– дрель ( купить в России );
– шуруповерт;
– циркулярная пила (хватит и ножовки);
– вольтметр;
– отвертки, плоскогубцы и другие мелочи.

Процесс изготовления генератора:

Шаг первый. Устанавливаем двигатель на основу
Первым делом приступим к установке бензинового двигателя на основу. В качестве основы понадобится древесная плита, фанера и так далее, желательно брать материал помассивнее и тяжелее.

Снимаем с двигателя бензобак, он находится снизу. Прикладываем бумажку, делаем шаблон и переносим на основу. Сверлим в основе отверстия и устанавливаем крепежные винты. Вот и все, теперь мотор осталось прикрутить к основе покрепче. Желательно между двигателем и основой установить прокладку из резины, она будет работать как амортизатор, но автор этого не делает.

Шаг второй. Установка генератора
В качестве генератора используем двигатель постоянного тока. Для этой цели можно попробовать поставить двигатель от дворников или печки автомобиля, могут подойти некоторые виды стартеров и прочее. Двигатель должен иметь магнитный статор, чтобы генератор мог работать без стартового напряжения.

В зависимости от его размеров и формы подгоняем мотор так, чтобы его ось находилась на одном уровне с осью двигателя. Но крепить к основанию не спешите, сперва нужно соединить оси.

Жестко крепить оси друг к другу не желательно, так как идеально точно их не закрепишь, и будут вибрации. Чтобы решить эту проблему, вам понадобится кусок шланга. Просто надеваем шланг на оси и потом затягиваем хомуты. Соединение получается гибкое, надежное и долговечное. Скорее всего у вас возникнет проблема, оси будут разного диаметра. Но это не проблема, на более тонкую ось надеваем кусок шланга, а сверху еще один более толстый, который налезет и на вал бензинового двигателя.

Когда все будет готово, прикрутите электродвигатель. Это можно сделать при помощи саморезов, а лучше использовать болты с гайками.

Шаг третий. Крепим бензобак
Можно устанавливать и подключать бензобак. Автор крепит его всего за одно ухо, используя саморез. Обычно этот пластик довольно хрупкий, так что лучше закрепить бензобак понадежнее. Подключите шланги от бензобака, только не перепутайте их местами. Не забудьте расположить бензобак так, чтобы в него удобно было заливать бензин. Также не следует устанавливать бензобак возле глушителя.

Шаг четвертый. Пробный пуск
Основной узел генератора готов, можно приступить к испытаниям. Заводим мотор и замеряем на выводах двигателя напряжение. Вольты будут меняться в зависимости от оборотов двигателя. С помощью винта регулировки оборотов настройте мотор так, чтобы генератор выдавал 13-14 Вольт. При нагрузке напряжение просядет и получится как раз примерно 12В, этого хватит для работы инвертора.
У автора на высоких оборотах напряжение поднимается до 25-ти Вольт.

Как только настроите генератор, можно подключить инвертор , перед этим не забудьте определить полярность на проводах. К инвертору в качестве проверки подключаем лампочку. У автора без проблем горит как лампа дневного света, так и накаливания, которая потребляет немало тока.

Потом можно подключить мобильный телефон, ноутбук, девайсы заряжаются без проблем.

Шаг пятый. Окончательное подключение
В завершении надежно подключите провода к инвертору, автор установил на них клеммы. Помимо этого вам нужно установить кнопку на провода зажигания, это позволит легко глушить двигатель. Мотор будет глохнуть при замыкании контактов.
Инвертор надежно закрепите на основе. Чтобы не болтались провода, фиксируем их пластиковыми стяжками.

Шаг шестой. Изготовление рамы
Раму автор собирает из ПВХ, тут вам будут нужны трубы, уголки и тройники. Собирается все на клею, подойдет эпоксидный или специальный для ПВХ. Режем трубы до нужной длины, а потом собираем всю конструкцию, используя тройники и уголки. Крепится все это дело к раме, в ней нужно рассверлить битой крепежные места. А чтобы трубы не выскочили, прикрутите их саморезами.

Теперь генератор можно вполне удобно перенести даже одному человеку.

Шаг седьмой. Запуск генератора стартером!
И наконец, самое интересное, автор додумался сделать запуск генератора с кнопки. В качестве стартера выступает двигатель, который работает как генератор тока. После запуска генератора аккумулятор подзаряжается, таким образом, у вас всегда будет заряженный АКБ для запуска, как в автомобиле.

Аккумулятор нужен будет с контроллером, который не допустит глубокого разряда и перезаряда.

Подключаем аккумулятор через пусковую кнопку к проводам двигателя и пробуем запустить. У автора генератор запускается без особых проблем, мощности двигателя на это хватает более чем. Если даже аккумулятор выйдет из строя, вы всегда сможете завести мотор бензокосы с помощью родного ручного стартера.

Шаг восьмой. Крепим ножки
Для генератора обязательно нужно сделать ножки, иначе он при работе будет ездить по полу. В качестве амортизационных ножек можно использовать резину от камер или велосипедных шин, сложенных в несколько раз. Крепим их саморезами.

Шаг девятый. Все готово, тестируем!
Легким нажатием на кнопку запускаем генератор, пробуем нагрузить различными приборами. По мере нагрузки замеряйте напряжение, если оно сильно проседает, обороты генератора нужно поднять. Также не забывайте о том, что электродвигатель под большой нагрузкой может перегреться и выйти из строя. Лучше всего установить на генератор выключатель, который будет глушить систему при перегреве генератора или двигателя.

Чтобы не допустить перегрева электродвигателя/генератора, можно также установить в цепь резистор подходящего номинала, дабы снизить максимальную нагрузку.

Особенности установки электростартера на бензиновый генератор

Часто бывает так, что аварийно отключается электроэнергия, и нет возможности срочно включить резервное питание. Решить эту проблему может установка электростартера на бензиновый генератор, который запустится в автоматическом режиме.

В современных загородных домах присутствует большое количество различной бытовой техники, коммуникационного и теплового оборудования. Временное отсутствие электроэнергии может привести к сбою настроек или даже к поломке. Поэтому установка стартера на бензиновый генератор, приведет к экономии средств на ремонт и приобретение, вышедших из строя электронных устройств.

Подготовительный этап

На рынках присутствуют модели электрогенераторов с такой функцией, но они стоят очень дорого и не всегда соответствуют заявленным характеристикам. Поэтому предлагается ознакомиться с описанием того, как осуществляется установка электростартера на бензиновый генератор с автоматической системой запуска.

Прежде всего, необходимо приобрести электрический щит автоматического переключения на резерв (АВР). К этому устройству подходят два силовых кабеля. Один от действующей сети, а второй от электрогенератора. Принцип действия этого переключателя заключается в том, что при внезапном отключении основного питания, общественная сеть отключается и включается подача электроэнергии от резервного питания. Но чтобы появилось напряжение в резервной линии, электрогенератор должен автоматически включиться.

Для этого на стартер должно поступить питание от аккумулятора, дроссельная заслонка закрыться и произведен запуск бензинового двигателя. Такие действия может выполнить блок автоматического запуска БАЗГ-10, который присутствует на рынках и представляет собой небольшое электронное устройство. Его можно установить непосредственно на электрогенератор или в щит АВР. Автоматическое закрытие/открытие заслонки может производиться с помощью электропривода ТИП-1 или ТИП-2, которые присутствуют на рынках.

Так как стартер получает питание от аккумулятора, который со временем разряжается, то необходимо приобрести недорогое зарядное устройство, например, типа СОНАР. Некоторые модели АВР поставляются в комплекте с этим оборудованием. Если позволяют финансовые возможности, то желательно добавить к комплекту модуль GSM. С его помощью можно удаленно запускать или останавливать резервное питание. Это позволит следить за обстановкой и оперативно исправлять аварийную ситуацию.

Для того чтобы периодически проверять работоспособность генератора, к системе подключается таймер, который запускает установку в определенное время. После того, как будет произведена установка стартера вместе с комплектом автоматики, надо дополнительно установить электромагнитный клапан, который автоматически перекрывает магистраль подачи топлива во время простоя электрогенератора.

Также рекомендуется смонтировать пусковую кнопку или тумблер, чтобы можно было дистанционно запустить установку в случае отказа автоматики. Если удалось приобрести вышеперечисленное оборудование, то можно приступать к монтажу.

Монтаж

Смонтировать эти дополнительные устройства может только опытный электрик, который разбирается в электрических схемах и настройках автоматических систем управления. Поэтому лучше всего обратиться в компанию, реализующую электрогенераторы и источники бесперебойного питания. Специалисты этого предприятия знают, как установить электростартер на бензогенератор и смогут произвести монтаж и наладку всего оборудования в комплексе.

Настройки

После того, как устройство БАЗГ-10 смонтировано, можно настроить систему автоматики. Для этого надо ознакомиться с основными характеристиками прибора. Они заключаются в следующем:

• Работоспособность устройства обеспечивается от сети переменного тока, через адаптер напряжением 8-20 В.
• Попыток запуска может быть не более 20.
• Время вращения стартера ограничено и составляет, от 1 до 20 сек.
• Время открытия и закрытия дросселя можно настроить в пределах от 1 до 20 сек.
• Алгоритм управлением заслонкой зависит от температуры выхлопных газов бензинового двигателя.

Все настройки производятся при помощи кнопок «меню», а информация отображается на дисплее. Программирование возможно только в режиме ожидания запуска. При этом на дисплее высвечивается текущее напряжение аккумулятора.

На экране прибора могут высвечиваться обозначения, которые характеризуют следующие текущие параметры:

1. Clo – информирует о том, что заслонка закрыта.
2. Opn – дроссель закрыт.
3. tSt – включен тестовый режим открытия/закрытия заслонки.
4. Str – включен стартер генератора.
5. rUn – завелся бензиновый двигатель.
6. Col – генератор охлаждается.
7. Err – ошибка запуска.

В настроенном состоянии БАЗГ-10 может запустить генератор, если появился сигнал от щита АВР или радиоканала. При этом в начале происходит отсчет времени задержки запуска, затем закрывается заслонка и происходит запуск. Как только сигнал снялся, происходит отсчет времени охлаждения генератора и остановка двигателя.

Практика показала, что подобное усовершенствование конструкции бензинового электрогенератора, вполне оправдано, стоит не дорого и существенно облегчает его запуск во время аварийных отключений электроэнергии.

Интегрированный стартер-генератор. Принцип работы

Компания Ford создала новый интегрированный стартер-генератор (integrated starter-generator — ISG) и электрическую систему с рабочим напряжением 42 В, которая будет использоваться в автомобиле Explorer в последующие несколько лет. Автомобиль обещает достичь потрясающего уровня экономии топлива и предоставит больше комфорта на основе высоких технологий и разработок. На нем предполагается использовать новую электрическую систему с повышенным напряжением, которая позволяет реализовать несколько сберегающих топливо функций, в том числе способность отключать двигатель, когда транспортное средство останавливается, и мгновенно запускать по малейшему требованию.

Интегрированный стартер-генератор, как подразумевается в названии, совмещает обычный стартер и генератор переменного тока в одном электрическом устройстве. Транспортное средство, оборудованное системой ISG, могло бы считаться умеренным гибридом, потому что способно осуществлять большинство функций гибридного электрического транспортного средства.

Рис. Двигатель, оборудованный интегрированным стартер-генератором (источник: Ford)

Помимо трех функций, общих и для полногибридного электрического автомобиля (HEV), и для умеренного гибрида (ISG), есть еще четыре функции, характерные только для полного HEV:

• «старт/стопный» режим. Когда двигатель бездействует, например, перед светофором, он автоматически выключается, и немедленно запускается, как только необходимо начать движение. Эта функция «старт/стопа» обеспечивает экономию топлива и снижение выбросов;
• рекуперативное торможение. Эта функция позволяет использовать энергию, возникающую при торможении, для подзарядки батареи транспортного средства. Такая функция позволяет компонентам оборудования (фары, аудиосистема, климат-контроль) продолжать работу, когда двигатель отключается. Уменьшая в значительной степени количество электроэнергии, которая должна была быть произведена двигателем, рекуперативное торможение сокращает и потребление топлива;
• электрическая помощь. Двигатели внутреннего сгорания в системах обоих типов получают помощь от электрического мотора, но весьма различными способами. Система ISG помогает двигателю при запуске и во время разгона, обеспечивая кратковременную подачу дополнительной мощности. Поскольку система ISG использует 42-вольтовую батарею, a HEV использует 300-вольтовую батарею с громадной энергетической емкостью, то последняя способна обеспечить намного большую мощность, более часто и на более продолжительный период;
• электропривод. Только полные гибриды имеют способность двигаться в режиме электромобиля. В автомобиле Escape HEV это означает, что электрический мотор может везти транспортное средство при низких скоростях (до 30 миль/ч (около 48 км/ч)), когда двигатель выключен. Способность функционировать в режиме электромобиля четко отделяет полногибридный электрический автомобиль от умеренно-гибридного транспортного средства, использующего систему ISG.

Рис. Сравнение систем HEV и ISG (источник: Ford)

Рис. Интегрированный стартер-генератор (ISG) на 42 В (источник: Ford)

Рис. Энергетическая установка ISG с напряжением 42 В в автомобиле с универсальным приводом (источник: Ford)

Помимо 42-вольтовой батареи и интегрированного стартер-генератора, машина снабжена еще тремя главными компонентами:

• модифицированным двигателем V-6
• новой автоматической коробкой передач
• контроллером «инвертор/мотор»

При возобновлении движении энергия постоянного тока от батареи преобразуется контроллером в энергию переменного тока регулируемой частоты и подается на ISG. Управление частотой мощного источника переменного тока позволяет запустить двигатель за доли секунды.

Рекуперативное торможение сохраняет энергию, обычно теряемую во время торможения в виде тепла. ISG во время замедления транспортного средства поглощает энергию, преобразуя ее в постоянный ток, и подзаряжает батарею. Электро-гидравлические тормоза заменяют тормоза с вакуумным гидроусилителем, а микропроцессоры управляют действием передних и задних тормозов так, чтобы сохранять устойчивость транспортного средства при торможении. Механические тормоза автомобиля действуют совместно с ISG, так что разница между механическим и рекуперативным торможением будет незаметна водителю.

ISG также обеспечивает дополнительную мощность и улучшенное качество работы, помогая двигателю при старте автомобиля. ISG иногда упоминается как интегрированный стартер-генератор-демпфер (integrated starter alternator damper — ISAD.