W dawnych czasach, samochody używały raczej generatorów niż alternatorów do zasilania systemu elektrycznego pojazdu i ładowania akumulatora. To już nie jest ten przypadek. Wraz z rozwojem technologii motoryzacyjnej, wzrosło zapotrzebowanie na większą moc. Generatory wytwarzają prąd stały, który płynie w jednym kierunku, w przeciwieństwie do prądu zmiennego w naszych domach, który okresowo zmienia kierunek. Jak udowodnił Tesla w 1887 r., prąd zmienny stał się bardziej atrakcyjny, ponieważ bardziej efektywnie generuje wyższe napięcie, co jest niezbędne we współczesnych samochodach. Ale akumulatory samochodowe nie mogą korzystać z prądu zmiennego, ponieważ wytwarzają prąd stały. W związku z tym, moc wyjściowa alternatora jest przekazywana przez diody, które przekształcają prąd zmienny w prąd stały.
Wirnik i stojan to dwa elementy, które generują moc. Gdy silnik obraca koło pasowe alternatora, wirnik obraca się obok trzech stacjonarnych uzwojeń stojana, czyli cewek z drutu, otaczających nieruchomy żelazny rdzeń, który tworzy stojan. Jest to określane jako prąd trójfazowy. Uzwojenia cewek są rozmieszczone równomiernie w odstępach 120 stopni wokół żelaznego wału. Zmienne pole magnetyczne z wirnika wytwarza w stojanie prąd zmienny. Ten prąd zmienny jest doprowadzany przez przewody stojana do zestawu łączącego diody. Dwie diody są podłączone do każdego przewodu stojana, aby regulować prąd. Diody są używane do blokowania i kierowania prądu. Ponieważ akumulatory wymagają prądu stałego, diody stają się zaworem jednokierunkowym, który pozwala na przepływ prądu tylko w tym samym kierunku.
Reklama
Trójfazowe alternatory mają trzy zestawy uzwojeń; są bardziej wydajne niż alternatory jednofazowe, które wytwarzają jednofazowy prąd zmienny. Kiedy działają prawidłowo, trzy uzwojenia wytwarzają trzy prądy, które tworzą trzy fazy. Dodanie wszystkich trzech razem daje całkowitą moc wyjściową prądu zmiennego stojana.
Dwa podstawowe projekty uzwojenia stojana to uzwojenie delta i styl wye. Uzwojenia trójkątne są łatwo rozpoznawalne po ich kształcie, ponieważ są trójkątne. Uzwojenia te pozwalają na duży przepływ prądu przy niższych obrotach. Uzwojenia typu Wye przypominają kondensator strumieniowy widziany w filmie „Powrót do przyszłości”. Uzwojenia te są idealne dla silników diesla, ponieważ wytwarzają wyższe napięcie niż stojany trójkątne przy jeszcze niższych obrotach.
Po konwersji AC/DC, uzyskane napięcie jest gotowe do użycia w akumulatorze. Zbyt wysokie lub zbyt niskie napięcie może uszkodzić akumulator, jak również inne elementy elektryczne. Aby zapewnić właściwą ilość, regulator napięcia określa kiedy i ile napięcia jest potrzebne w akumulatorze. W większości alternatorów można znaleźć jeden z dwóch rodzajów regulatorów: Regulator uziemiony działa poprzez kontrolowanie ilości ujemnej lub masy akumulatora przechodzącej do uzwojenia w wirniku, podczas gdy uziemiony typ pola działa odwrotnie – poprzez kontrolowanie ilości dodatniej masy akumulatora. Żaden z nich nie ma przewagi nad drugim.
Przy tak wielu komponentach pracujących nad wytworzeniem energii elektrycznej niezbędnej dla naszych pojazdów, można śmiało powiedzieć, że alternator jest kluczowym elementem pod maską. Ale jak wiele części w naszych samochodach, ulega awarii. W następnej części dowiesz się, jak określić, czy zostaniesz pozostawiony na lodzie i co możesz zrobić, jeśli musisz wymienić alternator.