Δυναμό

Μαθήματα:

Γενικός
Werking
στροφείο
Στάτωρ
Ρεύμα προδιέγερσης, αυτοδιέγερσης και φόρτισης
Ρυθμιστής τάσης
Συνδέσεις Dynamo
Διορθωτικές δίοδοι
Τάση κυματισμού
Ρυθμιστής τάσης
Τροχαλία ελεύθερου τροχού
Ανεμιστήρας
Ανάκτηση ενέργειας
Πιθανά ελαττώματα στον εναλλάκτη
Έλεγχος της τάσης φόρτισης και του ρεύματος φόρτισης

Γενικά:
Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, το δυναμό (στα αγγλικά ονομάζεται "εναλλάκτης") διασφαλίζει ότι η μπαταρία είναι φορτισμένη και οι καταναλωτές τροφοδοτούνται με ρεύμα (όπως το ραδιόφωνο, ο φωτισμός κ.λπ.). Το δυναμό κινείται από τον πολλαπλό ιμάντα . Ο πολλαπλός ιμάντας οδηγεί την τροχαλία του εναλλάκτη, η οποία συνδέεται με το εσωτερικό σε έναν άξονα. Η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια (και θερμότητα) στο δυναμό.
Οι στροφές του κινητήρα επηρεάζουν την τάση του εναλλάκτη. Όσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ο κινητήρας, τόσο πιο γρήγορα περιστρέφεται η τροχαλία, επιτρέποντας την παραγωγή περισσότερης ισχύος. Η τάση μπορεί να μην είναι πολύ υψηλή και επομένως περιορίζεται από τον ρυθμιστή τάσης.
Περισσότερα για τον ρυθμιστή τάσης αργότερα.

Στο δυναμό δημιουργείται εναλλασσόμενη τάση. Η τάση DC εφαρμόζεται σε όλο το ηλεκτρονικό κύκλωμα του αυτοκινήτου. Η μπαταρία μπορεί επίσης να φορτιστεί μόνο με συνεχές ρεύμα. Η εναλλασσόμενη τάση μετατρέπεται σε άμεση τάση χρησιμοποιώντας τις διόδους στη γέφυρα διόδου. Το μέγεθος της τάσης που παράγεται εξαρτάται από:

Η ταχύτητα με την οποία ο αγωγός και το μαγνητικό πεδίο απομακρύνονται
Το μήκος των περιελίξεων
Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου

Είναι δυνατή η οδήγηση χωρίς εναλλάκτη. Για παράδειγμα, εάν είναι ελαττωματικό και δεν τροφοδοτεί πλέον τάση, μπορείτε να συνεχίσετε να οδηγείτε μέχρι να αδειάσει τελείως η μπαταρία. Αυτό φυσικά δεν συνιστάται γιατί η βαθιά εκφόρτιση μπορεί να προκαλέσει βλάβη της μπαταρίας, αλλά το αυτοκίνητο μπορεί να οδηγηθεί (σε μικρή απόσταση) χωρίς εναλλάκτη και χωρίς ιμάντα πολλαπλών ιμάντων (ώστε να μπορεί να οδηγηθεί σε τρέιλερ για μεταφορά) .

Λειτουργία:
Το ρεύμα παράγεται από τον ρότορα που περιστρέφεται στον στάτορα. Ο ρότορας είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης. γίνεται μαγνητικό μόνο όταν το διαρρέει ρεύμα. Επομένως, ο εναλλάκτης χρειάζεται βοήθεια από την μπαταρία πριν ξεκινήσει να φορτίζει. Ο υπολειπόμενος μαγνητισμός στον εναλλάκτη είναι ανεπαρκής για να επιτρέψει σε ένα ηλεκτρικό ρεύμα να ρέει μέσα από τις διόδους.

Το ρεύμα για να κάνει το ρότορα μαγνητικό τρέχει από την μπαταρία, μέσω της κλειδαριάς ανάφλεξης και της ενδεικτικής λυχνίας ρεύματος φόρτισης στη σύνδεση D+ του εναλλάκτη. Στη συνέχεια, το ρεύμα ρέει στον ρότορα. Από τον ρότορα το ρεύμα ρέει μέσω του ρυθμιστή προς το έδαφος. Όταν το κλείδωμα της ανάφλεξης είναι ενεργοποιημένο, ανάβει η ενδεικτική λυχνία ρεύματος φόρτισης και ταυτόχρονα πραγματοποιείται η μαγνήτιση του εναλλάκτη. Όταν ο εναλλάκτης αρχίσει να φορτίζει, η ενδεικτική λυχνία ρεύματος φόρτισης θα σβήσει.
Όταν ο εναλλάκτης φορτίζει, ο βόρειος και ο νότιος πόλος κινούνται σε σχέση με τον στάτορα. Αυτό δημιουργεί μια εναλλασσόμενη τάση στον στάτορα. Με μία περιστροφή του μαγνήτη, η τάση που προκαλείται στον αγωγό έχει τη μορφή ημιτονοειδούς κύματος, όπως φαίνεται στο σχήμα.

Επειδή πρόκειται για εναλλασσόμενη τάση και όλοι οι καταναλωτές στο αυτοκίνητο λειτουργούν μόνο με τάση συνεχούς ρεύματος, η διόρθωση πρέπει ακόμα να πραγματοποιηθεί. Οι δίοδοι διασφαλίζουν ότι η εναλλασσόμενη τάση μετατρέπεται σε άμεση τάση.
Η τάση φόρτισης και το ρεύμα φόρτισης πρέπει επίσης να είναι περιορισμένα. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλές στροφές και λίγοι καταναλωτές είναι αναμμένοι, ο εναλλάκτης χρειάζεται μόνο να φορτιστεί ελάχιστα. Όταν περισσότεροι καταναλωτές είναι ενεργοποιημένοι, ο εναλλάκτης πρέπει να παρέχει περισσότερο ρεύμα φόρτισης. Σε πλήρες φορτίο αυτό μπορεί να ανέρχεται σε 75 έως 120 αμπέρ (ανάλογα με τον τύπο του αυτοκινήτου). Το πώς λειτουργεί όλο αυτό περιγράφεται στα παρακάτω κεφάλαια.

Στροφείο:
Ο ρότορας δεν είναι μόνιμος μαγνήτης, αλλά ηλεκτρομαγνήτης. Περνώντας ρεύμα μέσω του ρότορα, γίνεται μαγνητικός και μπορεί να δημιουργηθεί μια εναλλασσόμενη τάση. Η παραγόμενη τάση μπορεί να ελεγχθεί αυξάνοντας ή μειώνοντας το ρεύμα του ρότορα. Αυτή είναι η δουλειά του ρυθμιστή τάσης.
Ο ρότορας έχει νύχια πόλων (βόρειος και νότιος πόλος). Κάθε μισό με πόλο νύχια αποτελείται συνήθως από 6 ή 7 πόλους. Το άλλο μισό αποτελείται από τον ίδιο αριθμό πόλων, άρα υπάρχουν 6 ή 7 βόρειοι πόλοι και 6 ή 7 νότιοι πόλοι. Τότε μιλάμε για 12 ή 14 ζεύγη πόλων. Ο αριθμός των ζευγών πόλων επηρεάζει την τάση που παράγεται στον στάτορα.

Το μαγνητικό πεδίο στον εναλλάκτη δημιουργείται όταν ο ρότορας ενεργοποιείται. Αυτό συμβαίνει ήδη όταν η ανάφλεξη του αυτοκινήτου είναι ανοιχτή. Για να ενεργοποιηθεί ο ρότορας, στέλνεται ρεύμα πεδίου μέσω των περιελίξεων του πεδίου. Αυτό το ρεύμα προέρχεται από την μπαταρία και μεταφέρεται στις περιελίξεις του πεδίου μέσω των δακτυλίων ολίσθησης και των βουρτσών άνθρακα. Αυτό εκτείνεται από τον βόρειο πόλο στον νότιο πόλο, επειδή ο ένας δακτύλιος ολίσθησης συνδέεται με τον βόρειο πόλο και ο άλλος με τον νότιο πόλο.

Μόλις αφαιρεθεί ο ρότορας, μπορεί να μετρηθεί για να ελέγξει για ελαττώματα. Η αντίσταση του ρότορα είναι συχνά γύρω στα 3 Ohm. Για την ακριβή τιμή, ανατρέξτε στα εργοστασιακά δεδομένα.

Στάτωρ:
Ο εναλλάκτης που χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλα τα αυτοκίνητα είναι τριφασικός εναλλάκτης. Αυτό σημαίνει ότι ο εναλλάκτης αποτελείται από τρία πηνία στάτορα που συνδέονται με έναν πυρήνα στάτη και έναν ρότορα. Κάθε πηνίο στάτορα παράγει τη δική του παραγόμενη εναλλασσόμενη τάση. Επειδή όλα τα πηνία στάτορα είναι τοποθετημένα σε γωνία 120 μοιρών μεταξύ τους, οι παραγόμενες τάσεις μετατοπίζονται επίσης κατά 120 μοίρες στη φάση. Αυτές οι τάσεις διορθώνονται από τις τρεις αρνητικές και τρεις θετικές διόδους (άρα συνολικά έξι δίοδοι).

Ο πυρήνας του στάτη αποτελείται από στοιβαγμένες πλάκες, οι οποίες χωρίζονται μεταξύ τους με μονωτικό υλικό. Ο πυρήνας του στάτη ενισχύει το μαγνητικό πεδίο στον εναλλάκτη και έτσι αυξάνει την παραγόμενη τάση. Τα πηνία στάτορα μπορούν να συνδεθούν με δύο τρόπους. μέσω μιας σύνδεσης τριγώνου (αναγνωρίζεται από συνδέσεις 3×2) και μιας σύνδεσης αστέρι (4 συνδέσεις, εκ των οποίων οι 3 είναι χαλαρές συνδέσεις και μια σύνδεση όπου τα 3 άκρα των πηνίων συνδέονται μεταξύ τους. Η σύνδεση αστεριού είναι πιο κοινή , επειδή επιτρέπει την επίτευξη γρηγορότερης υψηλής τάσης Η σύνδεση δέλτα χρησιμοποιείται για δυναμό που πρέπει να παρέχουν μεγάλη ισχύ.
Τη στιγμή που ένα πηνίο στάτορα έρχεται σε επαφή με τον πυρήνα του στάτορα (βραχύ γείωση) ή εάν διακοπεί ένα από τα πηνία (διακοπή καλωδίου), ο στάτορας δεν λειτουργεί πλέον σωστά. Ένα πολύμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ελέγξει εάν υπάρχει βραχυκύκλωμα γείωσης ή θραύση καλωδίου. Υπό μία προϋπόθεση? τα πηνία του στάτορα πρέπει να αποσυνδεθούν. και τα δύο άκρα δεν πρέπει να έρχονται σε επαφή με άλλα εξαρτήματα. Συχνά αρκεί η αποκόλληση. Η αντίσταση των πηνίων πρέπει να είναι πολύ μικρή. περίπου 0,05 ohms. Η αντίσταση μεταξύ των πηνίων του στάτη και του πυρήνα του στάτη πρέπει να είναι απείρως μεγάλη. Αν υπάρχει αντίσταση (αν είναι εξαιρετικά υψηλή) τότε υπάρχει σύνδεση.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει έναν αποσυναρμολογημένο στάτορα και ρότορα. Στην πραγματικότητα, ο ρότορας περιστρέφεται στον στάτορα και απλά δεν αγγίζουν ο ένας τον άλλον.

Προδιέγερση, αυτοδιέγερση και ρεύμα φόρτισης:

Προ-τροφοδοσία:
Ο κινητήρας είναι σταματημένος και η ενδεικτική λυχνία είναι αναμμένη. Το ρεύμα προ-διέγερσης πηγαίνει στη γείωση μέσω της μπαταρίας, της κλειδαριάς ανάφλεξης, του ρότορα και του ελεγκτή. Αυτό είναι δυνατό επειδή η δίοδος Zener στον ρυθμιστή τάσης είναι κομμένη και το ρεύμα βάσης T1 γίνεται αγώγιμο επειδή το T2 σταματά να αγώγει.

Αυτοενδυνάμωση:
Κατά την εκκίνηση του κινητήρα, ο ρότορας γίνεται αρκετά μαγνητικός ώστε να μεταβεί σε αυτοδιέγερση. Στη συνέχεια, το ρεύμα αυτοδιέγερσης περνά μέσω των διόδων ανόρθωσης (αρνητική πλευρά) στο πηνίο του στάτορα, μετά μέσω των διόδων πεδίου στον ρότορα και μέσω του ρυθμιστή στη γείωση.

Ρεύμα φόρτισης:
Μια εναλλασσόμενη τάση δημιουργείται στο πηνίο του στάτη επειδή ο ρότορας περιστρέφεται μέσα από αυτό. Η πράσινη γραμμή σηματοδοτεί τη διαδρομή που ρέει το ρεύμα από το πηνίο του στάτορα V. Το ρεύμα διορθώνεται με μια διόδου ανόρθωσης (από εναλλασσόμενη τάση σε συνεχή τάση) και περνά μέσω της σύνδεσης Β+ προς την μπαταρία και τους καταναλωτές.

Το ρεύμα φόρτισης που πηγαίνει στην μπαταρία και στους καταναλωτές μέσω της σύνδεσης του εναλλάκτη B+ παρέχει ολόκληρη την τροφοδοσία του αυτοκινήτου. Όταν ο κινητήρας είναι σβηστός, ο εναλλάκτης δεν παρέχει ρεύμα. Επομένως, όλοι οι καταναλωτές θα χρησιμοποιούν ρεύμα από την μπαταρία.
Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, ο εναλλάκτης πρέπει να μπορεί να παρέχει αρκετή ισχύ ώστε να τροφοδοτεί όλους τους καταναλωτές. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, η ισχύς από την μπαταρία δεν προορίζεται ποτέ να χρησιμοποιηθεί. Το ρεύμα φόρτισης ενός εναλλάκτη εξαρτάται από τον αριθμό των καταναλωτών και την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας. Το μέγιστο ρεύμα φόρτισης αναφέρεται στον εναλλάκτη (συνήθως μεταξύ 60 και 90Α).

Η τάση φόρτισης του εναλλάκτη μπορεί εύκολα να ελεγχθεί εάν υπάρχει αμφιβολία για το εάν ο εναλλάκτης φορτίζει σωστά ή όχι. Μετρώντας τον θετικό και τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας με ένα μετρητή τάσης (πολύμετρο) ενώ ο κινητήρας λειτουργεί (η τάση από τον εναλλάκτη είναι απευθείας σε αυτό), μπορείτε να ελέγξετε εάν ο εναλλάκτης φορτίζει σωστά:

Εάν η τάση είναι περίπου 14,2 βολτ όταν ο κινητήρας λειτουργεί, ο εναλλάκτης λειτουργεί όπως θα έπρεπε
Εάν η τάση είναι 13,8 βολτ, η μπαταρία είναι σχεδόν γεμάτη και οι καταναλωτές είναι απενεργοποιημένοι. Ο εναλλάκτης δεν χρειάζεται να παρέχει μεγάλη τάση και επομένως δεν το κάνει. Η τάση φόρτισης είναι μια χαρά
Εάν η τάση είναι 12,4 βολτ ή χαμηλότερη, γνωρίζετε ότι ο εναλλάκτης δεν φορτίζει σωστά. Αυτή είναι η τάση που έχει και μια γεμάτη μπαταρία. Άρα υπάρχει πρόβλημα με τον εναλλάκτη.
Εάν η τάση είναι χαμηλότερη από 12,4 βολτ, ο εναλλάκτης δεν θα φορτίζει πλέον. Η μπαταρία θα συνεχίσει να αποφορτίζεται έως ότου η τάση φτάσει τα 8 βολτ. Τότε ο κινητήρας θα σταματήσει και τίποτα δεν θα λειτουργεί πια.

Στην τελευταία περίπτωση, δηλαδή όταν ο εναλλάκτης δεν φορτίζει πλέον, μπορείτε να επιλέξετε να αντικαταστήσετε τον εναλλάκτη. Αυτό είναι συχνά πολύ ακριβό και είναι φθηνότερο να αναζητήσετε έναν ανακαινισμένο εναλλάκτη. Υπάρχουν πολλές εταιρείες γενικής επισκευής που αποσυναρμολογούν εντελώς τον εναλλάκτη και τον κάνουν ξανά σαν καινούργιο. Αυτό μπορεί να εξοικονομήσει (περισσότερο) από το ήμισυ της νέας τιμής.
Να βεβαιώνεστε πάντα ότι όταν αντικαθιστάτε το δυναμό, αποσυνδέετε τον αρνητικό πόλο από την μπαταρία! Εάν δεν το κάνετε αυτό και η σύνδεση B+ (την οποία αφαιρείτε από τον εναλλάκτη) ακουμπήσει το αμάξωμα ή το μεταλλικό μπλοκ του κινητήρα, θα λάβετε σπινθήρες λόγω βραχυκυκλώματος. Οι ακριβές ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου μπορεί τότε να γίνουν ελαττωματικές.

Ρυθμιστής τάσης:
Όταν η τάση ανεβαίνει πάνω από την ρυθμιζόμενη τάση, η δίοδος Zener (στο παραπάνω διάγραμμα) ενεργοποιείται, προκαλώντας τη σύνδεση της βάσης του T1 στη γείωση μέσω T2. Το T1 διακόπτεται, το μαγνητικό πεδίο εξαφανίζεται, προκαλώντας πτώση της τάσης του εναλλάκτη.
Αυτό προκαλεί την αποτυχία του ρεύματος του ρότορα, με αποτέλεσμα ο εναλλάκτης να μην επαναφορτίζεται για μικρό χρονικό διάστημα. Με συνεχή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του T1, ρυθμίζεται η τάση.

Το σχήμα δείχνει έναν χαλαρό ρότορα με έναν χαλαρό ρυθμιστή τάσης που κρατιέται πάνω του. Ο ρυθμιστής τάσης είναι τοποθετημένος μεταξύ των συνδέσεων D+ και DF του εναλλάκτη και σέρνει τις ψήκτρες άνθρακα πάνω από τον ρότορα. Όταν ένας καταναλωτής είναι ενεργοποιημένος (π.χ. φωτισμός), το ρεύμα φόρτισης θα πέσει για λίγο από 14,4 σε 13,8 Volt. Ο ρυθμιστής τάσης το απορροφά αυτό και θα ρυθμίσει γρήγορα την τάση υψηλότερα στα 14,4 βολτ.

Παρακάτω μπορείτε να δείτε 2 εικόνες εμβέλειας που μετρήθηκαν στη σύνδεση DF του εναλλάκτη. Αυτά τα σήματα μεταδίδονται στη μονάδα ελέγχου κινητήρα. Για να είμαστε σαφείς, ο ρότορας είναι μαγνητικός στο κάτω μέρος και των δύο εικόνων.

Το σήμα στο γράφημα μετρήθηκε ενώ λίγοι ή καθόλου καταναλωτές ήταν ενεργοποιημένοι. Ο ρότορας είναι επομένως ελάχιστα μαγνητικός. Ο κύκλος λειτουργίας εδώ είναι περίπου 10%.

Το σήμα στο παρακάτω γράφημα μετρήθηκε ενώ πολλοί καταναλωτές ήταν ενεργοποιημένοι. Ο ρότορας ενεργοποιείται πολύ περισσότερο εδώ για να επιτύχει το ρεύμα φόρτισης 14,4 volt. Ο κύκλος λειτουργίας εδώ είναι περίπου 50%.

Συνδέσεις Dynamo:

Το B+ πηγαίνει στην μπαταρία? Η τάση φόρτισης και το ρεύμα φόρτισης περνούν από αυτό.
D+ είναι η τάση ελέγχου του ρότορα για τη ρύθμιση της τάσης του εναλλάκτη.
D- είναι η μάζα του εναλλάκτη.
Το W είναι μια σύνδεση που χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν για στροφόμετρα παλιών κινητήρων ντίζελ. Στις μέρες μας δεν υπάρχει πια.
Το DF ή το LIN είναι η πιθανή σύνδεση για τον έλεγχο της διέγερσης του δρομέα από το σύστημα διαχείρισης κινητήρα.

Διορθωτικές δίοδοι:
Ο εναλλάκτης παρέχει εναλλασσόμενη τάση, αλλά επειδή στο αυτοκίνητο χρησιμοποιείται μόνο άμεση τάση, η εναλλασσόμενη τάση (AC) πρέπει να μετατραπεί σε συνεχή τάση (DC). Αυτό γίνεται από τις διόδους ανόρθωσης. Δίοδοι επιτρέψτε στο ρεύμα να ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση. Χρησιμοποιείται το θετικό μέρος του εναλλασσόμενου ρεύματος, το αρνητικό μέρος χάνεται.

Η εικόνα δείχνει μια αποσυναρμολογημένη γέφυρα διόδου. Ο κόκκινος πείρος μέτρησης δείχνει σε μία από τις τρεις μίνι διόδους.
Οι θετικές δίοδοι βρίσκονται στην άλλη πλευρά της γέφυρας διόδου. Το καρφί είναι η σύνδεση B+, στην οποία είναι τοποθετημένο το χοντρό καλώδιο που πηγαίνει στην μπαταρία.

Αυτή είναι η αρχή ενός μονοφασικού εναλλάκτη. Στην παραπάνω εικόνα (στα δεξιά) μπορείτε να δείτε ότι η φάση διακόπτεται συνεχώς, δεν υπάρχει τάση για λίγο και μετά υπάρχει ξανά φάση. Άρα δεν δημιουργείται τάση στο τμήμα μεταξύ των φάσεων. Για να αποφευχθεί αυτό, οι συνδέσεις αστέρα και τριγώνου χρησιμοποιούνται σε τριφασικούς εναλλάκτες. Αυτό παράγει το αποτέλεσμα παρακάτω.
Η παρακάτω εικόνα δείχνει 3 διαφορετικά χρώματα. μαύρο, κόκκινο και μπλε. Όλα αυτά είναι ξεχωριστές φάσεις. Η εικόνα δείχνει ότι υπάρχει πολύς χώρος μεταξύ, για παράδειγμα, των μαύρων φάσεων. Αυτός ο χώρος γεφυρώνεται συνδέοντας τις άλλες φάσεις. Αυτό δημιουργεί μια σταδιακή παροχή ρεύματος.

Τάση κυματισμού:
Μετά την ανόρθωση της τάσης από τις διόδους ανόρθωσης, παραμένει πάντα ένας μικρός κυματισμός. Το σήμα δεν είναι ποτέ ωραίο και επίπεδο. Η τάση κυματισμού δεν πρέπει ποτέ να υπερβαίνει τα 500 mV, καθώς αυτό μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργίες ή ελαττώματα στα ηλεκτρονικά του αυτοκινήτου.
Η εικόνα δείχνει μια εικόνα εύρους που μετρήθηκε στην μπαταρία. Αυτή η εικόνα θα αλλάξει όταν αλλάζει η ταχύτητα του κινητήρα ή όταν οι καταναλωτές είναι ενεργοποιημένοι.

Ρυθμιστής τάσης:
Ο ρυθμιστής τάσης ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το μαγνητικό πεδίο ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας το ρεύμα μέσω του ρότορα. Ο ρυθμιστής τάσης διασφαλίζει ότι η τάση φόρτισης παραμένει σταθερή (μεταξύ 13,2 και 14,6 βολτ). Το επίπεδο της τάσης φόρτισης εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από την ταχύτητα. Όσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ο στροφαλοφόρος, τόσο πιο γρήγορα θα περιστρέφεται ο ρότορας. Εάν η τάση δεν ρυθμιζόταν, θα μπορούσε να ανέλθει στα 30 βολτ σε υψηλή ταχύτητα. Αυτό αποτρέπεται από τον ρυθμιστή τάσης. Η εικόνα δείχνει έναν ξεχωριστό ρυθμιστή τάσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις αυτό είναι εμφανώς συνδεδεμένο στον εναλλάκτη.

Η παραγόμενη τάση εξαρτάται όχι μόνο από την ταχύτητα του κινητήρα, αλλά και από τον αριθμό των στροφών του στάτορα και την ισχύ του μαγνητικού πεδίου του ρότορα. Ο αριθμός των στροφών του στάτορα καθορίζεται όταν σχεδιάζεται ο εναλλάκτης, αλλά η ένταση του μαγνητικού πεδίου του ρότορα μπορεί να ελεγχθεί. Αυτό μπορεί να μειωθεί κλείνοντας και ενεργοποιώντας τον ρότορα πολύ γρήγορα. Εάν η τάση γίνει υψηλή, ο ρότορας απενεργοποιείται. Εάν η τάση είναι πολύ χαμηλή, ο ρότορας ενεργοποιείται ξανά. Κάνοντας αυτό πολύ γρήγορα διαδοχικά, δημιουργείται μια μέση ένταση πεδίου. Επομένως, η τάση φόρτισης παραμένει σταθερή όσο το δυνατόν περισσότερο.

Όταν η τάση στον θετικό ακροδέκτη του εναλλάκτη (D+) είναι χαμηλότερη από την τάση ρύθμισης, ρέει ρεύμα από το D+ μέσω του ρότορα στο D- (αρνητικός ακροδέκτης) και δημιουργείται τάση στον εναλλάκτη. Η παραγόμενη τάση ρυθμίζεται ξανά στο D+. Όταν η τάση στο D+ είναι υψηλότερη από την τάση ρύθμισης, επιτυγχάνεται η τάση Zener (δείτε την παρακάτω εικόνα), προκαλώντας την ενεργοποίηση του τρανζίστορ T2. Το τρανζίστορ Τ1 τότε δεν αγώγει, έτσι ώστε να μην μπορεί να διαρρέει άλλο ρεύμα μέσω του ρότορα. Έτσι, το μαγνητικό πεδίο απενεργοποιείται, ώστε να πέσει η τάση φόρτισης. Αυτή η τάση συνεχίζει να πέφτει έως ότου η τάση Zener δεν επιτυγχάνεται πλέον. Στη συνέχεια, το τρανζίστορ T2 θα αποκοπεί και το T1 θα μεταφέρει ξανά. Αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται συνεχώς.

Τροχαλία ελεύθερου τροχού:
Σήμερα, πολλοί εναλλάκτες είναι εξοπλισμένοι με τροχαλία υπέρβασης (βλ. εικόνα παρακάτω). Αυτές οι τροχαλίες μπορούν να κινηθούν μόνο προς μία κατεύθυνση. Όταν ο ιμάντας πολλαπλών ραβδώσεων αφαιρεθεί από την τροχαλία και περιστρέψετε την τροχαλία με το χέρι, θα παρατηρήσετε ότι το εσωτερικό του εναλλάκτη περιστρέφεται μόνο προς τη μία κατεύθυνση και παραμένει ακίνητο προς την άλλη κατεύθυνση. Αυτό το σύστημα προστατεύει τον πολλαπλό ιμάντα. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλές στροφές και το γκάζι απελευθερωθεί μονομιάς, οι στροφές του κινητήρα θα πέφτουν γρήγορα. Ένα δυναμό βαρέως τύπου μπορεί να επιβραδύνει κάπως λιγότερο γρήγορα. Αυτή η ταχύτητα πέφτει πιο αργά από τις στροφές του κινητήρα. Αποτέλεσμα αυτού είναι ότι ο πολλαπλός ιμάντας καταπονείται περισσότερο και, στη χειρότερη περίπτωση, κόβεται στη μέση, επειδή ο πολλαπλός ιμάντας πρέπει στη συνέχεια να φρενάρει τον εναλλάκτη. Με μια τροχαλία ελεύθερου τροχού, ο εναλλάκτης θα κινείται όταν επιταχύνει, αλλά θα λειτουργεί με τη δική του ταχύτητα όταν επιβραδύνει.

Η τροχαλία τοποθετείται με το σπείρωμα στον άξονα του ρότορα (βλ. εικόνα παραπάνω). Το εξωτερικό μέρος της τροχαλίας φέρει μόνο το εσωτερικό μέρος μαζί του σε μία κατεύθυνση περιστροφής. Η διάταξη μπλοκαρίσματος διασφαλίζει ότι το εσωτερικό μέρος σφίγγεται στο εξωτερικό μέρος. Ολόκληρη η τροχαλία θα κλειδωθεί στη συνέχεια, έτσι ώστε ο εναλλάκτης να κινείται από τον πολλαπλό ιμάντα. Όταν αφήνετε το πεντάλ του γκαζιού, το εσωτερικό μέρος περιστρέφεται με μεγαλύτερη ταχύτητα από το εξωτερικό. η ταχύτητα του κινητήρα έχει πέσει πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ρότορα. Η διάταξη μπλοκαρίσματος τότε δεν είναι σε λειτουργία, πράγμα που σημαίνει ότι τα ρουλεμάν επιτρέπουν στον ρότορα να έχει διαφορετική ταχύτητα από τον στροφαλοφόρο άξονα.

Η εικόνα δείχνει έναν εναλλάκτη εξοπλισμένο με τροχαλία υπέρβασης.

Εξαεριστήρας:
Ο εναλλάκτης θερμαίνεται όταν πρέπει να παρέχει ενέργεια. Για να μην υπερθερμανθεί, πρέπει να κρυώσει. Ο ανεμιστήρας στο εσωτερικό του εναλλάκτη παρέχει ψύξη. Στις μέρες μας υπάρχουν και εναλλάκτες που συνδέονται με το σύστημα ψύξης του κινητήρα. Το ψυκτικό υγρό παρέχει ψύξη.

Ανάκτηση ενέργειας:
Εάν ο εναλλάκτης φορτίζει στη μέγιστη χωρητικότητά του (με πολλούς καταναλωτές ενεργοποιημένους), θα προκύψει πρόσθετη κατανάλωση καυσίμου. Αυτό συμβαίνει επειδή ο εναλλάκτης θα περιστρέφεται πιο έντονα επειδή το μαγνητικό πεδίο στον στάτορα θα είναι μεγαλύτερο. Το μαγνητικό πεδίο θα κάνει τον ρότορα να περιστρέφεται περισσότερο και ο στροφαλοφόρος άξονας θα πρέπει να τραβήξει πιο δυνατά τον ιμάντα πολλαπλών οχημάτων για να τον μετακινήσει. Σήμερα, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων έχουν βρει μια εύχρηστη λύση για αυτό. Ο εναλλάκτης φορτίζει πάντα, αλλά δεν θα επαναφορτιστεί απλώς στη μέγιστη χωρητικότητά του κατά την οδήγηση (εκτός εάν η μπαταρία είναι πραγματικά άδεια). Η μέγιστη επαναφόρτιση πραγματοποιείται όταν το αυτοκίνητο φρενάρει χρησιμοποιώντας τον κινητήρα. Έτσι, όταν ο οδηγός βγάζει το πόδι του από το γκάζι και αφήνει το αυτοκίνητο να αδειάσει (π.χ. σε φανάρι ή σε έξοδο αυτοκινητόδρομου). Το αυτοκίνητο δεν χρησιμοποιεί καύσιμο σε τέτοια στιγμή και η κινητική ενέργεια (ενέργεια κίνησης) του οχήματος διασφαλίζει ότι το αυτοκίνητο συνεχίζει να κυλά. Η μπαταρία είναι τώρα πλήρως φορτισμένη μέχρι να πατηθεί ξανά το γκάζι. Εκείνη τη στιγμή, ο εναλλάκτης διασφαλίζει ότι η παροχή τάσης παραμένει σταθερή.
Αυτή η μέθοδος φόρτισης οδηγεί σε χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου.

Πιθανά ελαττώματα στον εναλλάκτη:
Μπορεί να υπάρχουν ορισμένα τυπικά προβλήματα ή ελαττώματα στον εναλλάκτη. Ο τεχνικός συχνά γνωρίζει τι μπορεί να ελέγξει ή να μετρήσει στη συνέχεια. Ακολουθούν ορισμένα τυπικά παράπονα:

Η ενδεικτική λυχνία ρεύματος φόρτισης ανάβει κανονικά κατά την προ-διέγερση, αλλά σβήνει μόνο όταν ο κινητήρας λειτουργεί με υψηλότερη ταχύτητα. ελάττωμα στον εναλλάκτη (πιθανώς μια ελαττωματική δίοδος πεδίου).
Το ίδιο παράπονο με το παραπάνω, μόνο που ανάβει επίσης αδύναμα όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλές στροφές ή όταν πολλοί καταναλωτές είναι αναμμένοι. ελάττωμα στον εναλλάκτη (μάλλον ελαττωματική δίοδος).
Η ενδεικτική λυχνία ρεύματος φόρτισης ανάβει ασθενώς κατά την προ-διέγερση, αλλά σβήνει μόνο όταν ο κινητήρας λειτουργεί με υψηλότερη ταχύτητα. (πιθανόν ελάττωμα στον εναλλάκτη ή ελάττωμα στην καλωδίωση ή στις συνδέσεις του).
Η ενδεικτική λυχνία ρεύματος φόρτισης δεν ανάβει κατά την προ-διέγερση ή όταν ο κινητήρας λειτουργεί. (ελαττωματικός εναλλάκτης, κακή καλωδίωση/συνδέσεις ή ελαττωματική ενδεικτική λυχνία ρεύματος φόρτισης).

Έλεγχος της τάσης φόρτισης και του ρεύματος φόρτισης:
Η ποσότητα ενέργειας που παρέχει ο εναλλάκτης εξαρτάται από τη χωρητικότητά του και από το τι απαιτούν οι καταναλωτές και η μπαταρία που είναι ενεργοποιημένη. Για παράδειγμα, ο εναλλάκτης πρέπει να μπορεί να παρέχει 100A για να τροφοδοτεί όλους τους καταναλωτές και να φορτίζει ταυτόχρονα μια άδεια μπαταρία. Η ποσότητα ενέργειας που παρέχεται από τον εναλλάκτη πέφτει σχεδόν στο μηδέν όταν η μπαταρία είναι γεμάτη και δεν είναι ενεργοποιημένοι οι καταναλωτές. Η μέγιστη χωρητικότητα του εναλλάκτη αναφέρεται συχνά στην πινακίδα τύπου ή σε ένα αυτοκόλλητο στον εναλλάκτη. Αυτό είναι συχνά μεταξύ 65Α και 120Α. Αυτό εμφανίζεται συχνά ως εξής: 14V 17/85A. Αυτό σημαίνει: ρυθμιζόμενη τάση (14V), ρεύμα φόρτισης (17Α) στις 1800 σ.α.λ. και ρεύμα φόρτισης (85Α) στις 6000 σ.α.λ. του εναλλάκτη (όχι η ταχύτητα του στροφαλοφόρου άξονα).

Εάν υπάρχει ελάττωμα στον εναλλάκτη ή στην καλωδίωση, η μέγιστη χωρητικότητα ενδέχεται να μην επιτευχθεί με μέγιστο φορτίο. Αυτό μπορεί να ελεγχθεί ελέγχοντας το ρεύμα φόρτισης. Αυτό μπορεί να γίνει με τη φόρτωση του εναλλάκτη όσο το δυνατόν ψηλότερα με ειδικό εξοπλισμό δοκιμής όταν ο κινητήρας είναι σε λειτουργία ή ενεργοποιώντας όσο το δυνατόν περισσότερους καταναλωτές (όπως η θέρμανση καθισμάτων, θέρμανση πίσω παραθύρου, όλος ο φωτισμός, κινητήρας ανεμιστήρα στην υψηλότερη ρύθμιση , και τα λοιπά.). Η τιμή του ρεύματος φόρτισης μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας α ρεύματος σφιγκτήρα να ελεγχθεί. Η μετρούμενη τιμή πρέπει να αντιστοιχεί στην τιμή που αναγράφεται στον εναλλάκτη.
Η ρυθμισμένη τάση μπορεί να ελεγχθεί χρησιμοποιώντας το πολύμετρο μετρήστε την τάση μεταξύ της σύνδεσης B+ και της γείωσης σε αυξημένες στροφές κινητήρα (2000 rpm). Η ρυθμιζόμενη τάση πρέπει να είναι μεταξύ 13.8 βολτ και 14.5 βολτ.
Για να ελέγξετε εάν η καλωδίωση είναι σωστή, μπορεί να μετρηθεί η διαφορά τάσης μεταξύ του θετικού πόλου της μπαταρίας και της σύνδεσης B+ του εναλλάκτη. η τάση πρέπει να είναι μικρότερη από 0,3 V. Εάν όχι, υπάρχει πρόβλημα με το καλώδιο ή τις συνδέσεις του καλωδίου.
Εάν το κύκλωμα γείωσης δεν είναι καλό, δεν θα έχετε προβλήματα μόνο με το σύστημα φόρτισης, αλλά και με άλλα συστήματα. Το κύκλωμα γείωσης μπορεί να ελεγχθεί λειτουργώντας τον κινητήρα στις 2000 rpm και συνδέοντας το βολτόμετρο μεταξύ του αρνητικού πόλου της μπαταρίας και του περιβλήματος του εναλλάκτη. Αυτή η τάση πρέπει επίσης να είναι μικρότερη από 0,3 V.