Alternatory

Report
Alternátory
• Alternátor je točivý elektrický stroj, ktorý mení mechanickú
energiu na elektrickú. Ako alternátor, tak aj dynamo, patria do
skupiny elektrodynamických zdrojov.
• Alternátor musí aj pri plnom zaťažení (svetlá, rádio, ventilácia)
vyrobiť dostatok energie pre všetky spotrebiče a súčasne
zabezpečiť dobíjanie akumulátora. Je poháňaný remeňom od
remenice kľukového hriadeľa motora, k motoru je pevne
priskrutkovaný pomocou príruby. Výhodou alternátora je
schopnosť vyrábať napätie aj pri nízkych otáčkach motora,
táto vlastnosť chýbala v minulosti používaným dynamám (Š
1000 MB).
Základné rozdelenie alternátorov
Podľa budenia
• s budením jednosmerným prúdom -používajú sa
najmä v motorových vozidlách,
• s budením permanentnými – trvalými magnetmi -ich
výhodou je veľmi jednoduchá konštrukcia a možnosť
práce aj v značne prašnom prostredí, nevýhodou sú
určité problémy s reguláciou.
Podľa počtu fáz
• Jednofázové -používajú sa pre malé výkony a malé
zmeny zaťaženia, najmä u jednostopových vozidiel,
• Trojfázové -predstavujú základný typ alternátorov pre
všetky druhy motorových vozidiel.
Ako to celé funguje?
•
Jeden závit vodiča je otočne uložený v
homogénnom magnetickom poli
permanentného magnetu. Začiatok a koniec
vodiča je spojený od seba odizolovanými
krúžkami. Na krúžky dosadajú uhlíkové
kontakty – kefy.
•
Rovnomerným otáčaním závitu sa vo
vodičoch indukuje napätie. Ak sa bude závit
otáčať v naznačenom smere, bude sa v
hornej časti závitu indukovať napätie v
opačnom smere, než v spodnej časti. Je to
spôsobené tým, že horná časť závitu pretína
siločiary magnetického poľa z ľava do prava,
ale spodná časť závitu pretína tie isté
siločiary z prava do ľava.
•
Výsledkom je vznik striedavého napätia
sínusového priebehu. Ak budú v
magnetickom poli umiestnené tri závity
pootočené od seba o uhol 120°, výsledkom
bude trojfázový striedavý prúd.
Konštrukcia alternátora
• V praxi je alternátor z konštrukčných dôvodov riešený
opačne.
• Cievky, v ktorých sa indukuje napätie sú súčasťou
statora a rotor tvorí permanentný alebo budený
magnet. Prúd do rotora sa privádza pomocou dvoch
medených krúžkov.
• Mimo alternátorov pre malé výkony (mopedy), sa
používajú alternátory s trojfázovým vinutím. Trojfázové
vinutie môže byť spojené do hviezdy, alebo do
trojuholníka. Pri alternátoroch pre motorové vozidlá sa
používa takmer výhradne zapojenie do hviezdy, pričom
nulový bod nie je väčšinou vyvedený.
Konštrukcia alternátora
Výhody alternátora
•
Alternátor s usmerňovačom možno
navrhnúť tak, že akumulátor je nabíjaný
aj pri behu aj voľnobehu. Hlavnou
príčinou prečo alternátor môže nabíjať aj
pri nižších otáčkach motora je, že
alternátor možno navrhnúť na vyššiu
obvodovú rýchlosť rotora a sprevodovať
ho tzv. do rýchla
• Životnosť akumulátora nabíjaného
alternátorom s usmerňovačom je dlhšia
ako akumulátora nabíjaného dynamom.
•
Alternátor je budený priamo z
akumulátora ihneď po zapnutí
zapaľovania.
Na obrázku je porovnávacia
charakteristika predtým
používaného dynama a
dnešného alternátora,
približne rovnakého výkonu I
= f (n) pri konštantnom
napätí. Dynamo nedáva pri
1000 ot/min. ešte žiadny
prúd, ale alternátor dáva už
13 A.
• b) Takmer žiadna údržba. Väčšina alternátorov má síce krúžky a kefy, ale
tými sa privádza do rotora len slabý budiaci prúd, takže ich opotrebovanie
je veľmi malé.
• c) Jednoduchá regulácia. Pretože usmerňovač prepúšťa prúd len jedným
smerom, odpadá spätný spínač. Odpadá aj regulácia prúdu. Prúd
alternátora je obmedzený reaktanciou vinutia statora a nemôže prekročiť
isté hodnoty. Reaktancia XG = 2π (pn/60) L statorového vinutia, tj. odpor
pre priechod striedavého prúdu sa mení lineárne s otáčkami, a tak
samočinne bez akéhokoľvek regulačného zásahu, s rastúcimi otáčkami
rastie nielen indukované vnútorné napätie, ale aj vnútorná impedancia
(zdanlivý odpor) alternátora.
• d) Prevádzková spoľahlivosť. Pretože prúd sa odoberá zo statora, odpadajú
akékoľvek klzné kontakty, ktoré by sa opotrebovali, vyžadovali by údržbu a
boli by zdrojom porúch. Možno voliť vyššie otáčky a tým vychádzajú malé
rozmery. Konštrukcia je jednoduchá.
• e) Súprava alternátor – usmerňovač dáva prúd stále rovnakej polarity,
nezávisle na zmysle otáčania (na zmysel otáčania je potrebné dbať iba v
súvislosti s ventilátorom, ktorý je na hriadeli alternátora).
Nevýhody alternátora
• Istou nevýhodou je vznik prepätia pri náhlom
odľahčení alternátora, ak nie je pripojený
akumulátor. Potom dôjde k nebezpečnému
zvýšeniu napätia, pretože pracovné vinutie
alternátora má značnú indukčnosť. Toto
zvýšené napätie môže poškodiť usmerňovacie
diódy alternátora, alebo iné polovodičové
súčiastky.
Zapojenie alternátora do obvodu

similar documents