Alternator! (Princip rada)

Preuzet tekst sa "Renault forum Srbije" interesantno stivo za sve koji nisu nacisto sta je i kako funkcionise alternator.


"PRINCIP RADA ALTERNATORA






Funkcija alternatora je da proizvodi struju za potrošače na automobilu i da obavlja punjenje akumulatora.

Generator naizmenične struje (ili alternator) ima induktivne navoje u kojima se stvara električna energija, na mirujućem prstenu, statoru. Usred statora se okreće rotor, okružen kandžastim polovima.

Rotor je elektromagnet s jednim uz-budnim navojem, koji se okreće, i čiji krajevi su priključeni na odvojene klizne prstene. Četkice na kliznim prstenima dovode električnu struju rotorskom namotaju. Pri tome se stvara magnenko polje sa severnim (N) i južnim (S) polom.

Ako se sada magnetno polje pomera (u ovom slučaju okreće) pored induktivnog namotaja, u namotaju se stvara električni napon. Što je više magneta koji u određenom vremenu prolaze pored ovog namotaja (ovde pored više statorskih namotaja), veći je ostvaren napon. Ako je rotor više puta podeljen, učinak je jednak, kao da se okreće više magneta.

Medju ostalim, prednost alternatora je i u tome da nema kolektora kao kod dinama, koji uzrokuje probleme sa varničenjem. Pobudna struja koju kod alternatora dovode četkice na klizne prstene rotora je tako mala, da varničenje ne prouzrokuje probleme.

U alternatoru se u odnosu na statorske namotaje naizmenično pomeraju severni i južni pol rotora, i stvara se naizmenični napon.

Zbog akumulatora je automobilu potrebna jednosmerna struja. Stoga struju iz alternatora treba diodama ili drugim usmerivačima pretvoriti u jednosmernu.
Alternator je našao put do automobila tek posle otkrića silicijumskih dioda i tranzistora, koji su zamenili ranije velike usmerivače i regulatore napona.

Alternator automatski podešava predavanje svoje snage i potreban mu je samo jedan regulator napona. Usmerivači preuzimaju i ulogu prekidača za povratnu struju.
Upotrebom tranzistora regulatori su postali tako maleni, da se mogu ugraditi u sam alternator.

Alternator je trofazni generator naizmenične struje. Da bi se takvom strujom mogao puniti akumulator, koji je izvor i spremište jednosmerne struje, naizmeničnu struju treba "ispraviti". To obavljaju diode, za svaku fazu po dve. Te glavne diode su smeštene na jednu ploču, najčešće od aluminijuma, zbog hlađenja, i ta ploča se naziva diodna ploča. Mogu biti i dve ploče, a onda se te dve ploče nazivaju diodni most. Osim dioda koje su smeštene unutar alternatora, alternator je opremljen i regulatorom napona (regler). Njegova funkcija je da ograničava struju punjenja koju alternator proizvodi, a sve u svrhu zaštite akumulatora i svih drugih potrošača od prenapona. Regler konstantno meri napon akumulatora i u skladu sa tim naponom reguliše pobudu rotora alternatora.
Pobudom (magnetisanjem) polova rotora pojačava se ili smanjuje magnetno polje, a samim tim i proizvedena struja, kako naponski (V) tako i strujno (A). Prvu pobudu alternator dobija preko kontrolne lampice punjenja, a kad motor (i rotor alternatora) postigne odgovarajući broj obrtaja koji je potreban za proizvodnju struje, pobudu preuzima regler koji se tada napaja iz namotaja statora preko još tri diode. Struja punjenja zavisi od napona i napunjenosti akumulatora i broja obrtaja rotora, dok je napon uvek u određenim granicama, najčešće od 13,8 - 14,2 V.
Ako je akumulator prazan, onda to regler "oseti" i daje rotoru punu pobudu da bi što pre napunio akumulator. Takva puna pobuda stvara jako magnetno polje, što je opterećenje za radilicu motora, što se može odraziti kao pad broja obrtaja radilice i nemiran rad motora ili čak i gašenje motora na ler-gasu. Kod motora sa elektronskom kontrolom rada, broj obrtaja se automatski povećava da nadvlada opterećenje alternatora. Svako opterećenje radilice, tj nadvladavanje tog opterećenja se plaća povećanom potrošnjom goriva.

Kao što se vidi iz priloženog, stator alternatora ima tri zavojnice u kojima se indukuje  NAIZMENIČNA struja - dakle alternator je u svom prvom stepenu generator NAIZMENIČNOG TROFAZNOG napona od oko 120V (kada bi rotor konstantno dobijao 12V tj. bio bi max. namagnetisan).






Zašto tri zavojnice?
Radi tzv. peglanja napona - svaki ciklus ima jedan vrh iliti peek a sa tri zavojnice su ti vrhovi ispeglaniji. Bilo bi idealno da je još više zavojnica, ali bi to naravno previše zakomplikovalo konstrukciju alternatora.

Da bi se u zavojnici indukovala struja, kraj nje mora prolaziti magnet - u ovom slučaju je to elektromagnet rotora koji dobija struju preko četkica reglera.

REGLER je istovremeno spojen i na stator i na rotor alternatora. To je elektronski sklop koji je fabrički podešen da reguliše napon alternatora na nekih 14-15V, a to radi po principu merenja napona statora. Ako napon statora pada, istovremeno pojačava napon u rotoru koji postaje jače namagnetisan i povećava napon i struju u statoru. Ako napon raste, smanjuje napon rotora i održava napon u granicama za koje je rađen. To najviše dolazi do izražaja kod promene broja okretaja motora, a sa time i broja okretaja samog alternatora.

Moramo imati u vidu da sam alternator ima nekoliko puta manju remenicu od remenice radilice preko koje se pogoni, pa je zato i broj obrtaja alternatora nekoliko puta veći od broja obrtaja motora.

Dakle imamo trofazni naizmenični napon na izvodima statora. Ti izvodi su spojeni na 3 puta po dve ispravljačke diode na diodnom mostu, gde se trofazni naizmenični napon pretvara u "jednofaznu" istosmernu struju od nekih 14 V potrebnu za rad uređaja u autu.

Alternatori se razlikuju po maximalnoj struju koju mogu dati pod punim opterećenjem - u ovom slučaju je to 85A na 14V. Naravno postoje jači i slabiji alternatori, zavisno od modela auta i količini uređaja u autu.

Kada se okrene kontakt-ključ, a motor se jos ne pokrene, mora sijalica u obliku akumulatora na instrument tabli da zasvetli. Posle pokretanja motora, alternator se pobudjuje. Tada se sijalica gasi, sto je znak da je alternator proradio i da daje struju. Ako se sijalica ne ugasi posle paljenja motora, ili se upali u toku vožnje, nešto nije u redu sa alternatorom, i prestaje da daje struju. Ako se lampica ne ugasi ni pri većem broju obrtaja motora, to je znak da postoji smetnja ili u alternatoru ili u regleru.

Najčešći kvarovi alternatora su istrošene četkice - svetli lampica u obliku akumulatora na instrument tabli, auto sve teže pali dok na kraju neće uopšte da upali, jer bez proizvodnje struje iz alternatora, sva struja se crpi iz akumulatora.

Drugi ređi kvar je pregorevanje dioda ili jedne od njih. Najčešće se to događa usled prejake potrošnje struje, koju alternator na može isporučiti (npr jaka muzika) ili usled prašine koja sprečava hlađenje dioda. U tom slučaju opet se ne puni akumulator i svetli ili treperi lampica na instrument tabli.

Treći najčešći kvar je zujanje ležajeva, najčešće prednjeg koji je naopterećeniji jer preuzima silu nategnutog klinastog remena preko remenice, ili zbog vode i vlage koje znaju ući u ležajeve usled oštećenih semeringa ležaja.

Četvrti mogući kvar je zujanje remenice. Najčešće se čuje prilikom paljenja, pa se taj zvuk kasnije izgubi. Nastaje najčešće usled istrošenosti remenice, posebno remenice sa gumom, dok kod remenice sa kvačilom se to redje dešava.

Najređi kvarovi su pregorevanje zavojnice statora ili još ređe rotora, što je opet posledica prevelikog opterećenja.

Generator ili u žargonu alternator se sastoji od sledećih delova:
1. STATOR
2  ROTOR
3. DIODNI MOST
4. REGULATOR NAPONA S ČETKICAMA
5. PREDNJI I ZADNJI POKLOPAC
6. LEŽAJEVA (SPOLJNOG I UNUTRAŠNJEG)
7. KUĆIŠTE
8. REMENICA











Prednji ležaj i stator, sa kućištem:





Četkice:





Rotor i zadnji ležaj





Rotor bez zadnjeg ležaja:





Kućište i stator:





Diodni most:





Delovi alternatora:

.