Alternator

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
ALTERNATOR
Budowa i działanie alternatora.
Rys. 1. Budowa alternatora :
1dioda prostownicza prądowa, 2radiator diod prostowniczych masowych, 3
pierścień ślizgowy uzwojenia wzbudzenia, 4uzwojenie trójfazowe stojana, 5,6
łoŜyska toczne wałka magneśnicy, 7szczotka, 8jarzmo stojana, 9rdzeń
pazurowy magneśnicy, 10wentylator
.
Stator (nazywany teŜ stojanem przyp. tłum.) jest nieruchomą częścią alternatora.
Zbudowany jest z izolowanej stalowej ramki z nawiniętymi 3 uzwojeniami. Elektrycznie
uzwojenia te są rozłoŜone co 120 stopni na obwodzie statora.
Rotor (nazywany teŜ wirnikiem ) jest elektromagnesem zasilanym poprzez pierścienie
ślizgowe i szczotki. Kiedy pole magnetyczne wytwarzane przez rotor omiata uzwojenia
statora, indukowany jest w nich prąd o przebiegu sinusoidalnym. W rezultacie
otrzymujemy 3 napięcia przemienne; kaŜde jest przesunięte w fazie o 120 stopni w
stosunku do sąsiednich (czyli napięcie 3fazowe).
Aby przetworzyć prąd sinusoidalny na stały, niezbędny do ładowania akumulatora,
zastosowano pełnofalowy mostek prostowniczy. Zbudowany jest on z 6 duŜych diod
prostowniczych patrz rys 2.
Rys 2.
Napięcie wyjściowe jest wypadkową napięć przemiennych wszystkich 3 uzwojeń. Jest ono
bardzo zbliŜone do napięcia stałego.
Kiedy rotor alternatora się nie obraca, diody prostownicze zapobiegają przepływowi prądu
z akumulatora do alternatora. W związku z tym niepotrzebny jest przekaźnik odcinający
stosowany przy uŜywaniu prądnicy.
WZBUDZENIE POLA MAGNETYCZNEGO
Dla kontroli napięcia na wyjściu i podtrzymania
właściwych warunków ładowania akumulatora, prąd obwodu wzbudzenia jest regulowany.
Regulator jest półprzewodnikowym czujnikiem, który monitoruje napięcie akumulatora.
Kiedy jest ono niskie, prąd obwodu wzbudzenia jest zwiększany.
Napięcie wzbudzenia jest dostarczane przez uzwojenia statora, prostowane przez trzy
diody (na schemacie są to te mniejsze diody). Są one całkiem małe poniewaŜ
maksymalny prąd obwodu wzbudzenia wynosi około 2 amperów. Regulator działa jak
element o zmiennej rezystancji, kontrolując przepływ prądu od małych diod do obwodu
wzbudzenia.
W przeciwieństwie do prądnicy, alternator nie jest urządzeniem samowzbudnym. W
prądnicy wzbudzenie podczas startu zapewniane jest przez magnesy stałe tj. elementy
które same wytwarzają pole magnetyczne. W alternatorze elementy obwodu wzbudzenia
nie wytwarzają znikome pole magnetyczne, dlatego teŜ nie otrzymamy napięcia na
wyjściu bez przepływu prądu przez ten obwód.
Aby alternator zaczął pracować, musimy dostarczyć niewielki prąd do obwodu
wzbudzenia. W większości rozwiązań, prąd ten jest zapewniany przez lampkę kontrolną
na tablicy rozdzielczej. Po włączeniu zapłonu, prąd płynie przez lampkę do regulatora i do
uzwojenia wzbudzenia.
Jeśli lampka kontrolna jest przepalona lub odłączona, alternator
prawdopodobnie nie będzie pracował.
Rys. 4.
Kolorem czerwonym zaznaczony jest obwód prądu wzbudzenia alternatora.
(Uwaga: Na schemacie przedstawiono alternator z zewnętrznym regulatorem. Inne typy,
oraz urządzenia z wewnętrznym regulatorem mogą mieć regulator umiejscowiony na
zacisku DF albo na zacisku D . Zasada działania pozostaje ta sama.)
Gdy prędkość obrotowa alternatora rośnie, napięcie statora wzrasta dopóki napięcie na 3
małych diodach nie jest wystarczające do zasilania obwodu wzbudzenia. Kiedy to napięcie
osiągnie poziom 12 volt, lampka kontrolna gaśnie, poniewaŜ na obu jej zaciskach jest
identyczny potencjał.
REGULACJA
W jaki sposób regulator bada napięcie akumulatora skoro nawet nie jest do
niego podłączony? Odpowiedź jest następująca: Napięcie na zacisku D+ jest niemal
identyczne jak napięcie na zacisku B+ poniewaŜ spadek napięcia na małych diodach jest
prawie taki sam jak na duŜych diodach prostowniczych.
Jeśli napięcie akumulatora spada, obwód regulatora stwierdza ten fakt (na zacisku D+) i
podnosi prąd płynący przez DF dopóki napięcie akumulatora nie zostanie przywrócone.
Większość regulatorów ma równieŜ wbudowany układ kompensacji temperatury. Zimny
akumulator potrzebuje trochę większego napięcia do pełnego naładowania. Czujnik
temperatury w regulatorze zwiększa napięcie ładowania w warunkach obniŜonej
temperatury otoczenia.
Ograniczniki prądu nie są stosowane w regulatorach odkąd wewnętrzna, magnetyczna
struktura alternatora ogranicza maksymalny prąd jaki moŜe zostać wytworzony.
Przykładowy schemat przekaźnikowego regulatora napięcia.
Jest to regulator o działaniu dwustopniowym, w którym w stosunku do regulatora
jednostopniowego niŜsza jest rezystancja rezystora dodatkowego przez co zmniejsza się
wartość mocy rozłączanej przez styki przekaźnika. Regulacja napięcia alternatora jest
dwustopniowa, przy czym tylko w pierwszym stopniu prąd przepływa przez rezystor
dodatkowy. W drugim stopniu następuje zwarcie styków i zbocznikowanie uzwojenia
wzbudzenia.
UWAGA !!! Napięcie alternatora nie moŜe być większe od 14,6V. Przekroczenie
tej wartości powoduje opad masy czynnej z płyt akumulatora brunatne
zabarwienie elektrolitu. Prawidłowe napięcie powinno mieścić się w zakresie
13.9V do 14,6V.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]