dinam

Subiecte:

General
operație
rotor
stator
Preexcitare, autoexcitare și curent de încărcare
Regulator de voltaj
Conexiuni dinamo
Diode redresoare
Tensiunea ondulată
Regulator de voltaj
Scripete roată liberă
Ventilator
Recuperarea energiei
Posibile defecte ale alternatorului
Verificarea tensiunii de încărcare și a curentului de încărcare

General:
Când motorul este pornit, dinamul (numit „alternator” în engleză) asigură încărcarea bateriei și alimentarea consumatorilor cu energie (cum ar fi radioul, iluminatul etc.). Dinamul este antrenat de multi- centura. Curea multiplă antrenează fulia alternatorului, care este conectată la interior pe un arbore. Energia cinetică este convertită în energie electrică (și căldură) în dinam.
Turația motorului afectează tensiunea alternatorului. Cu cât motorul se învârte mai repede, cu atât fulia se învârte mai repede, permițând generarea mai multă putere. Este posibil ca tensiunea să nu fie prea mare și, prin urmare, este limitată de regulatorul de tensiune.
Mai multe despre regulatorul de tensiune mai târziu.

În dinam este generată tensiune alternativă. Tensiunea DC este aplicată pe întregul circuit electronic al mașinii. Bateria poate fi încărcată doar cu curent continuu. Tensiunea alternativă este transformată în tensiune continuă folosind diodele din puntea de diode. Mărimea tensiunii care este generată depinde de:

Viteza cu care conductorul și câmpul magnetic se depărtează
Lungimea înfășurărilor
Puterea câmpului magnetic

Se poate conduce fără alternator. De exemplu, dacă este defect și nu mai furnizează tensiune, puteți continua să conduceți până când bateria este complet descărcată. Desigur, acest lucru nu este recomandat deoarece descărcarea profundă poate cauza defectarea bateriei, dar mașina poate fi condusă (pe o distanță scurtă) fără alternator și fără curele multiple (astfel încât să poată fi condusă pe o remorcă pentru transport) .

Operațiune:
Curentul este generat de rotorul care se rotește în stator. Rotorul este un electromagnet; devine magnetic doar atunci când trece un curent prin el. Prin urmare, alternatorul are nevoie de ajutor din partea bateriei înainte de a putea începe să se încarce. Magneismul rămas în alternator este insuficient pentru a permite trecerea curentului electric prin diode.

Curentul care face rotorul magnetic circulă de la baterie, prin contactul de contact și indicatorul luminos al curentului de încărcare către conexiunea D+ a alternatorului. Curentul curge apoi spre rotor. Din rotor, curentul circulă prin regulator către pământ. Când contactul este cuplat, indicatorul luminos al curentului de încărcare se aprinde și magnetizarea alternatorului are loc în același timp. Când alternatorul începe să se încarce, indicatorul luminos al curentului de încărcare se va stinge.
Când alternatorul se încarcă, polii nord și sud se mișcă în raport cu statorul. Aceasta generează o tensiune alternativă în stator. Cu o rotație a magnetului, tensiunea indusă în conductor are forma unei undă sinusoidală, așa cum se arată în figură.

Deoarece aceasta este o tensiune alternativă și toți consumatorii din mașină lucrează doar pe tensiune DC, rectificarea trebuie să aibă loc. Diodele asigură transformarea tensiunii alternative în tensiune continuă.
Tensiunea de încărcare și curentul de încărcare trebuie, de asemenea, limitate; Când motorul funcționează la turație mare și puțini consumatori sunt porniți, alternatorul trebuie încărcat foarte puțin. Când sunt porniți mai mulți consumatori, alternatorul trebuie să furnizeze mai mult curent de încărcare. La sarcină maximă, aceasta poate ajunge la 75 până la 120 de amperi (în funcție de tipul de mașină). Cum funcționează toate acestea este descris în capitolele de mai jos.

rotor:
Rotorul nu este un magnet permanent, ci un electromagnet. Prin trecerea curentului prin rotor, acesta devine magnetic și se poate genera o tensiune alternativă. Tensiunea generată poate fi controlată prin creșterea sau scăderea curentului rotorului. Aceasta este treaba regulatorului de tensiune.
Rotorul are gheare de pol (poli nord și sud). Fiecare jumătate cu gheare de stâlp constă de obicei din 6 sau 7 stâlpi. Cealaltă jumătate este formată din același număr de poli, deci sunt 6 sau 7 poli nord și 6 sau 7 poli sud. Vorbim atunci despre 12 sau 14 perechi de poli. Numărul de perechi de poli influențează tensiunea generată în stator.

Câmpul magnetic din alternator este creat atunci când rotorul este alimentat. Acest lucru se întâmplă deja când contactul mașinii este cuplat. Pentru a alimenta rotorul, un curent de câmp este trimis prin înfășurările de câmp. Acest curent vine de la baterie și este transferat către înfășurările de câmp prin inelele colectoare și periile de cărbune. Acesta merge de la polul nord la polul sud, deoarece un inel colector este conectat la polul nord, iar celălalt la polul sud.

Odată ce rotorul a fost îndepărtat, acesta poate fi măsurat pentru a verifica dacă există defecte. Rezistența rotorului este adesea în jur de 3 ohmi. Pentru valoarea exactă, vă rugăm să consultați datele din fabrică.

stator:
Alternatorul folosit în aproape toate mașinile este un alternator trifazat. Aceasta înseamnă că alternatorul este format din trei bobine de stator care sunt conectate la un miez de stator și un rotor. Fiecare bobină de stator produce propria sa tensiune alternativă generată. Deoarece toate bobinele statorului sunt montate la un unghi de 120 de grade una față de cealaltă, tensiunile generate sunt, de asemenea, defazate cu 120 de grade. Aceste tensiuni sunt redresate de cele trei diode negative și trei pozitive (deci un total de șase diode).

Miezul statorului este alcătuit din plăci stivuite, care sunt separate unele de altele prin material izolator. Miezul statorului întărește câmpul magnetic din alternator și astfel crește tensiunea generată. Bobinele statorului pot fi conectate în două moduri; prin intermediul unei conexiuni triunghiulare (recognoscibilă prin conexiuni 3×2) și a unei conexiuni în stea (4 conexiuni, dintre care 3 sunt conexiuni libere și o conexiune în care cele 3 capete ale bobinelor sunt conectate între ele. Conexiunea în stea este cea mai comună , deoarece permite realizarea unei tensiuni mai rapide.Conexiunea delta este folosita pentru dinamo care trebuie sa furnizeze multa putere.
În momentul în care o bobină a statorului intră în contact cu miezul statorului (scurt la masă) sau dacă una dintre bobine este întreruptă (ruperea firului), statorul nu mai funcționează corect. Un multimetru poate fi folosit pentru a verifica dacă există un scurtcircuit la masă sau o ruptură a firului. Sub o singură condiție; bobinele statorului trebuie deconectate; ambele capete nu trebuie să intre în contact cu alte componente. Adesea, dezlipirea este suficientă. Rezistenta bobinelor trebuie sa fie foarte mica; aproximativ 0,05 ohmi. Rezistența dintre bobinele statorului și miezul statorului trebuie să fie infinit de mare. Dacă există rezistență (dacă este extrem de mare) atunci există o conexiune.

Imaginea de mai jos prezintă un stator și un rotor dezasamblate. În realitate, rotorul se rotește în stator și pur și simplu nu se ating unul de celălalt.

Preexcitare, autoexcitare și curent de încărcare:

Pre-putere:
Motorul este oprit și indicatorul luminos este aprins. Curentul de preexcitare ajunge la masă prin baterie, blocarea contactului, rotorul și controlerul. Acest lucru este posibil deoarece dioda Zener din regulatorul de tensiune este întreruptă și curentul de bază T1 devine conductiv deoarece T2 încetează să conducă.

Auto-împuternicire:
Când motorul este pornit, rotorul este suficient de magnetic pentru a trece la autoexcitare. Curentul de autoexcitare trece apoi prin diodele de redresare (partea negativă) către bobina statorului, apoi prin diodele de câmp către rotor și prin regulator la masă.

Curent de încărcare:
În bobina statorului este generată o tensiune alternativă deoarece rotorul se rotește prin ea. Linia verde marchează calea pe care curge curentul din bobina statorului V. Curentul este redresat de o diodă de redresare (de la tensiune alternativă la tensiune continuă) și trece prin conexiunea B+ către baterie și consumatori.

Curentul de încărcare care ajunge la baterie și consumatori prin conexiunea alternatorului B+ asigură întreaga sursă de alimentare a mașinii. Când motorul este oprit, alternatorul nu furnizează energie. Prin urmare, toți consumatorii vor folosi energia de la baterie.
Când motorul funcționează, alternatorul trebuie să fie capabil să furnizeze suficientă putere pentru a alimenta toți consumatorii. Când motorul este pornit, energia de la baterie nu este niciodată destinată a fi utilizată. Curentul de încărcare al unui alternator depinde de numărul de consumatori și de starea de încărcare a bateriei. Curentul maxim de încărcare este indicat pe alternator (de obicei între 60 și 90A).

Tensiunea de încărcare a alternatorului poate fi verificată cu ușurință dacă există vreo îndoială dacă alternatorul se încarcă corect sau nu. Măsurând polul pozitiv și polul negativ al bateriei cu un tensiometru (multimetru) în timp ce motorul funcționează (tensiunea de la alternator este direct pe acesta), puteți verifica dacă alternatorul se încarcă corect:

Dacă tensiunea este în jur de 14,2 volți când motorul funcționează, alternatorul funcționează așa cum ar trebui
Dacă tensiunea este de 13,8 volți, bateria este aproape plină și consumatorii sunt opriți. Alternatorul nu trebuie să furnizeze multă tensiune și, prin urmare, nu face acest lucru. Tensiunea de încărcare este foarte bună
Dacă tensiunea este de 12,4 volți sau mai mică, știți că alternatorul nu se încarcă corect. Aceasta este tensiunea pe care o are și o baterie plină. Deci este o problema cu alternatorul.
Dacă tensiunea este mai mică de 12,4 volți, alternatorul nu se va mai încărca. Bateria va continua să se descarce până când tensiunea ajunge la 8 volți. Atunci motorul se va opri și nimic nu va mai funcționa.

În acest din urmă caz, adică atunci când alternatorul nu se mai încarcă, puteți alege să înlocuiți alternatorul. Acesta este adesea foarte scump și este mai ieftin să cauți un alternator recondiționat. Există multe companii de revizie care demontează complet alternatorul și îl fac din nou ca nou. Acest lucru poate economisi (mai mult) de jumătate din noul preț.
Asigurați-vă întotdeauna că atunci când înlocuiți alternatorul, deconectați borna negativă de la baterie! Daca nu faci asta si conexiunea B+ (pe care o scoti de la alternator) atinge caroseria sau blocul metalic al motorului, vei obtine scantei din cauza unui scurtcircuit. Unitățile de control electronice scumpe pot deveni apoi defecte.

Regulator de voltaj:
Când tensiunea crește peste tensiunea reglată, dioda Zener (în diagrama de mai sus) se aprinde, determinând ca baza lui T1 să fie conectată la masă prin T2. T1 se oprește, câmpul magnetic dispare, provocând scăderea tensiunii alternatorului.
Acest lucru face ca curentul rotorului să nu fie reîncărcat pentru o perioadă scurtă de timp. Prin pornirea și oprirea continuă a T1, tensiunea este reglată.

Figura prezintă un rotor slăbit cu un regulator de tensiune slăbit ținut de el. Regulatorul de tensiune este montat între conexiunile D+ și DF ale alternatorului și își trage periile de cărbune peste rotor. Când un consumator este pornit (de exemplu, iluminarea), curentul de încărcare va scădea pentru scurt timp de la 14,4 la 13,8 volți. Regulatorul de tensiune absoarbe acest lucru și va regla rapid tensiunea mai mare la 14,4 volți.

Mai jos puteți vedea 2 imagini scope care au fost măsurate la conexiunea DF a alternatorului. Aceste semnale sunt transmise unității de comandă a motorului. Pentru a fi clar, rotorul este magnetic în partea de jos a ambelor imagini.

Semnalul din grafic a fost măsurat în timp ce puțini sau niciunul dintre consumatori au fost porniți. Prin urmare, rotorul este minim magnetic. Ciclul de lucru aici este de aproximativ 10%.

Semnalul din graficul de mai jos a fost măsurat în timp ce mulți consumatori erau porniți. Rotorul este alimentat mult mai mult aici pentru a obține curentul de încărcare de 14,4 volți. Ciclul de lucru aici este de aproximativ 50%.

Conexiuni dinamo:

B+ merge la baterie; Prin aceasta trec tensiunea de încărcare și curentul de încărcare.
D+ este tensiunea de control a rotorului pentru reglarea tensiunii alternatorului.
D- este masa alternatorului.
W este o conexiune care a fost folosită anterior pentru tahometrele vechilor motoare diesel. În zilele noastre nu mai există.
DF sau LIN sunt conexiunea posibilă pentru controlul excitației rotorului din sistemul de management al motorului.

Diode de redresare:
Alternatorul furnizează tensiune alternativă, dar deoarece în mașină se folosește numai tensiune continuă, tensiunea alternativă (AC) trebuie convertită în tensiune continuă (DC). Acest lucru se realizează prin diodele de redresare. Diode permite curentului să circule doar într-o singură direcție. Partea pozitivă a curentului alternativ este utilizată, partea negativă se pierde.

Imaginea prezintă o punte de diode dezasamblată. Pinul de măsurare roșu indică una dintre cele trei mini-diode.
Diodele pozitive sunt de cealaltă parte a podului de diode. Stud este conexiunea B+, pe care este montat cablul gros care merge la baterie.

Acesta este principiul unui alternator monofazat. În imaginea de mai sus (din dreapta) puteți vedea că faza este întreruptă în mod constant, nu există tensiune pentru un timp și apoi există din nou o fază. Deci nu se generează tensiune în partea dintre faze. Pentru a preveni acest lucru, conexiunile stea și triunghi sunt utilizate în alternatoarele trifazate. Aceasta produce rezultatul de mai jos.
Imaginea de mai jos prezintă 3 culori diferite; negru, rosu si albastru. Toate acestea sunt faze separate. Imaginea arată că există mult spațiu între, de exemplu, fazele negre. Acest spațiu este unit prin conectarea celorlalte faze. Acest lucru creează o sursă de alimentare treptată.

Tensiunea de ondulare:
După redresarea tensiunii de către diodele redresoare, rămâne întotdeauna o mică ondulație. Semnalul nu este niciodată frumos și plat. Tensiunea de ondulare nu trebuie să depășească niciodată 500 mV, deoarece aceasta ar putea cauza defecțiuni sau defecte ale electronicii auto.
Imaginea arată o imagine a oscilatorului care a fost măsurată pe baterie. Această imagine se va schimba când turația motorului se schimbă sau când consumatorii sunt porniți.

Regulator de voltaj:
Regulatorul de tensiune pornește și oprește câmpul magnetic prin comutarea și oprirea curentului prin rotor. Regulatorul de tensiune asigură că tensiunea de încărcare rămâne constantă (între 13,2 și 14,6 volți). Nivelul tensiunii de încărcare depinde, printre altele, de viteză. Cu cât arborele cotit se rotește mai repede, cu atât rotorul se va învârti mai repede. Dacă tensiunea nu ar fi ajustată, ar putea crește la 30 de volți la viteză mare. Acest lucru este prevenit de regulatorul de tensiune. Imaginea prezintă un regulator de tensiune separat. În cele mai multe cazuri, acesta este vizibil atașat la alternator.

Tensiunea generată depinde nu numai de viteza motorului, ci și de numărul de spire ale statorului și de puterea câmpului magnetic al rotorului. Numărul de spire ale statorului este determinat atunci când alternatorul este proiectat, dar intensitatea câmpului magnetic al rotorului poate fi controlată. Acest lucru poate fi redus prin oprirea și pornirea rotorului foarte rapid. Dacă tensiunea devine ridicată, rotorul se oprește. Dacă tensiunea este prea scăzută, rotorul este pornit din nou. Făcând acest lucru foarte rapid în succesiune, se creează o intensitate medie a câmpului. Prin urmare, tensiunea de încărcare rămâne constantă pe cât posibil.

Când tensiunea la borna pozitivă a alternatorului (D+) este mai mică decât tensiunea de reglare, un curent trece de la D+ prin rotor la D- (borna negativă) și se generează o tensiune în alternator. Tensiunea generată este setată din nou la D+. Când tensiunea de pe D+ este mai mare decât tensiunea de reglare, se atinge tensiunea Zener (vezi imaginea de mai jos), determinând pornirea tranzistorului T2. Atunci tranzistorul T1 nu conduce, astfel încât nu mai poate curge curent prin rotor. Câmpul magnetic este astfel oprit, astfel încât tensiunea de încărcare scade. Această tensiune continuă să scadă până când tensiunea Zener nu mai este atinsă. Ulterior, tranzistorul T2 se va opri și T1 va conduce din nou. Acest ciclu se repetă în mod constant.

Scripete roată liberă:
În prezent, multe alternatoare sunt echipate cu un scripete de rulare (vezi imaginea de mai jos). Aceste scripete pot fi conduse doar într-o singură direcție. Când cureaua cu mai multe nervuri este scoasă de pe scripete și rotiți scripetele cu mâna, veți observa că interiorul alternatorului se rotește doar într-un sens și rămâne staționar în cealaltă direcție. Acest sistem este pentru a proteja cureaua multiplă. Când motorul funcționează la turație mare și clapeta de accelerație este eliberată dintr-o dată, turația motorului va scădea rapid. Un dinam greu poate încetini ceva mai puțin repede. Această turație scade mai lent decât turația motorului. Rezultatul este că cureaua multiplă este supusă o presiune mai mare și, în cel mai rău caz, este tăiată în jumătate, deoarece cureaua multiplă trebuie să încetinească alternatorul. Cu un scripete cu roată liberă, alternatorul se va mișca la accelerare, dar va rula cu propria sa viteză la decelerare.

Rotul este montat cu filetul pe arborele rotorului (vezi imaginea de mai sus). Partea exterioară a scripetei poartă doar partea interioară cu ea într-un singur sens de rotație. Dispozitivul de blocare asigură că partea interioară este prinsă de partea exterioară. Roata completă va fi apoi blocată, astfel încât alternatorul să fie antrenat de cureaua multiplă. Când eliberați pedala de accelerație, partea interioară se rotește cu o viteză mai mare decât cea exterioară; turația motorului a scăzut mai repede decât turația rotorului. Dispozitivul de blocare nu este atunci în funcțiune, ceea ce înseamnă că rulmenții cu bile permit rotorului să aibă o viteză diferită de cea a arborelui cotit.

Imaginea prezintă un alternator echipat cu un scripete de rulare.

Ventilator:
Alternatorul se încălzește atunci când trebuie să furnizeze energie. Pentru a preveni supraîncălzirea, trebuie să fie răcit. Ventilatorul intern al alternatorului asigură răcirea. În zilele noastre există și alternatoare care sunt conectate la sistemul de răcire a motorului. Lichidul de răcire asigură răcirea.

Recuperarea energiei:
Dacă alternatorul se încarcă la capacitatea sa maximă (cu mulți consumatori porniți), va avea loc un consum suplimentar de combustibil. Acest lucru se datorează faptului că alternatorul se va roti mai puternic deoarece câmpul magnetic din stator va fi mai mare. Câmpul magnetic va face ca rotorul să se rotească mai puternic, iar arborele cotit va trebui să tragă mai tare de cureaua multiplă pentru a o deplasa. În zilele noastre, producătorii de mașini au găsit o soluție la îndemână pentru aceasta. Alternatorul se încarcă întotdeauna, dar nu se va reîncărca pur și simplu la capacitatea sa maximă în timpul conducerii (cu excepția cazului în care bateria este cu adevărat descărcată). Reîncărcarea maximă are loc atunci când mașina frânează folosind motorul. Așadar, atunci când șoferul ia piciorul de pe accelerație și lasă mașina să roteze (de exemplu, la un semafor sau la ieșirea de pe autostradă). Mașina nu folosește niciun combustibil într-un astfel de moment și energia cinetică (energia de mișcare) a vehiculului asigură că mașina continuă să ruleze. Acum bateria este complet încărcată până când accelerația este apăsată din nou. În acel moment, alternatorul se asigură că alimentarea cu tensiune rămâne stabilă.
Această metodă de încărcare duce la un consum mai mic de combustibil.

Posibile defecte ale alternatorului:
Pot exista o serie de probleme tipice sau defecte ale alternatorului. Tehnicianul știe adesea ce poate verifica sau măsura în continuare. Mai jos sunt o serie de reclamații tipice:

Indicatorul luminos al curentului de încărcare se aprinde în mod normal în timpul preexcitației, dar se stinge numai când motorul funcționează la o turație mai mare; defect la alternator (probabil o diodă de câmp defectă).
Aceeași reclamație ca mai sus, doar că se aprinde slab și când motorul funcționează la turație mare sau când sunt porniți mulți consumatori; defect la alternator (probabil o diodă defectă).
Indicatorul luminos al curentului de încărcare se aprinde slab în timpul preexcitației, dar se stinge numai când motorul funcționează la o turație mai mare; (probabil un defect al alternatorului sau un defect al cablajului sau conexiunilor acestuia).
Indicatorul luminos al curentului de încărcare nu se aprinde în timpul preexcitarii sau când motorul este pornit; (alternator defect, cablare/conexiuni defectuoase sau un indicator luminos al curentului de încărcare defect).

Verificarea tensiunii de încărcare și a curentului de încărcare:
Cantitatea de energie pe care o furnizează alternatorul depinde de capacitatea acestuia și de ce necesită consumatorii și bateria care sunt pornite. De exemplu, alternatorul trebuie să fie capabil să furnizeze 100A pentru a alimenta toți consumatorii și să încarce o baterie goală în același timp. Cantitatea de energie furnizată de alternator scade la aproape zero atunci când bateria este plină și niciun consumator nu este pornit. Capacitatea maximă a alternatorului este adesea menționată pe plăcuța de tip sau pe un autocolant de pe alternator. Acesta este adesea între 65A și 120A. Acesta este adesea afișat după cum urmează: 14V 17/85A. Aceasta înseamnă: tensiune reglată (14V), curent de încărcare (17A) la 1800 rpm și curent de încărcare (85A) la 6000 rpm al alternatorului (nu turația arborelui cotit).

Dacă există o defecțiune la alternator sau la cablare, este posibil ca capacitatea maximă să nu fie atinsă la sarcina maximă. Acest lucru poate fi verificat prin verificarea curentului de încărcare. Acest lucru se poate face prin încărcarea alternatorului cât mai sus posibil cu un echipament special de testare atunci când motorul este pornit sau pornind cât mai mulți consumatori posibil (cum ar fi încălzirea scaunului, încălzirea lunetei, toate luminile, motorul ventilatorului la cea mai mare setare). , etc.). Valoarea curentului de încărcare poate fi determinată folosind a clemă de curent fi verificat. Valoarea măsurată trebuie să corespundă cu valoarea indicată pe alternator.
Tensiunea reglată poate fi verificată utilizând multimetru măsurați tensiunea dintre conexiunea B+ și pământ la o turație crescută a motorului (2000 rpm). Tensiunea reglată trebuie să fie între 13.8 și 14.5 volți.
Pentru a verifica dacă cablajul este corect, se poate măsura diferența de tensiune dintre polul pozitiv al bateriei și conexiunea B+ a alternatorului; tensiunea trebuie să fie mai mică de 0,3V. Dacă nu, există o problemă cu cablul sau cu conexiunile cablului.
Daca circuitul de masa nu este bun, nu vei avea probleme doar cu sistemul de incarcare, ci si cu alte sisteme. Circuitul de masă poate fi verificat prin pornirea motorului la 2000 rpm și conectarea voltmetrului între borna negativă a bateriei și carcasa alternatorului. Această tensiune trebuie să fie, de asemenea, mai mică de 0,3V.