5) Alternátor - zapojení, hlavní části

5) Alternátor – zapojení, hlavní části, princip činnosti, konstrukce, údržba Účel Alternátor vybavený diodovým můstkem slouží jako hlavní zdroj stejnosměrného napětí a proudu, napájí spotřebiče a dobíjí akumulátor. Spolu s akumulátorem a regulátorem tvoří zdrojovou soustavu dnešních motorových vozidel. Je to točivý elektrický stroj. Základní rozdělení alternátorů Podle způsobu buzení magnetického pole • s buzením stejnosměrným proudem (nejběžnější typ) • s buzením permanentními (trvalými) magnety jednoduchá konstrukce, menší nároky na údržbu, složitější regulace) Podle počtu fází  jednofázové (pro malé výkony a malé změny zatížení, zejména u jednostopých vozidel)  trojfázové (základní typ alternátorů pro všechny druhy motorových vozidel) Hlavní části alternátoru (alternátor s rotující budicí cívkou) Stator je klidová část, kde se v cívkách, rozmístěných po obvodě, indukuje střídavé napětí a proud. Rotor je rotační část, kde proud v budicí cívce tvoří magnetické pole, které při otáčení indukuje ve statoru elektrickou energii. Kroužky a kartáče mají za úkol přivést stejnosměrný budicí proud do budicí cívky rotoru Diodový můstek má za úkol přeměnit střídavé napětí a proud vyrobené alternátorem na stejnosměrné. Díky veliké konstrukční rozlišnosti alternátorů u vozidel lze mezi hlavní části řadit další komponenty a jejich popis se může lišit. Pokud je například regulátor napětí umístěn uvnitř alternátoru, patří k hlavním částem daného alternátoru. Pokud je použita klidová budicí cívka, není součástí rotoru, chybí kartáče i kroužky a rotor jen přerušuje (mění) magnetické pole vstupující z budicí cívky do cívky statoru. K hlavním částem lze řadit i břemenové a diodové víko, která uchycují rotor ve statoru (na diodovém víku je upevněn držák kartáčů, diodový můstek a případně i regulátor). Princip činnosti alternátoru Stejnosměrným proudem vytvoříme magnetické pole v budicí cívce rotoru. Tento proud přivedeme do budicí cívky přes kartáče a kroužky. Spalovací motor otáčí přes řemen rotorem. Točivé (proměnlivé) magnetické pole rotoru v klidových cívkách statoru indukuje střídavé napětí a proud. Indukované střídavé napětí a proud přivedeme do diodového můstku, který tyto veličiny usměrní. Regulátor mění velikost budicího proudu tak, aby se na svorkách alternátoru indukovala provozní hodnota napětí dané soustavy (7V, 14V, 28V) Konstrukce alternátoru Alternátory motorových vozidel mají řadu různých konstrukčních variant : → drápkové provedení → zubové provedení → s rotujícím permanentním magnetem → s rotující budicí cívkou → s klidovou budicí cívkou → různé počty drápků (zubů) a cívek vinutí statoru Alternátor s rotující budicí cívkou v drápkovém provedení (regulátor umístěn vně alternátoru) Stator je sestaven z elektricky izolovaných feromagnetických plechů, které jsou opatřeny oky, jež po sestavení tvoří drážky pro vinutí. Do drážek je vložena trojice vinutí, z nichž každé je obvykle sestaveno z šestice cívek, rovnoměrně umístěných po obvodu statoru. Stator - Cívky dalších dvou fází jsou zapojeny obdobně, jsou jen po obvodu posunuty o úhel 15°. Zapojení trojfázového vinutí je obvykle do hvězdy (jeden konec vinutí 1., 2. a 3. fáze se vzájemně spojí). Rotor – z jádra budicí cívky jsou vyvedeny drápkové póly, které vhodně směrují magnetické pole vytvořené budicí cívkou (magnetické siločáry přesměrují kolmo k ose rotace). Drápky tvoří střídavě jižní a severní magnetický pól. Při této konstrukci jedna otáčka rotoru vytvoří 6 vln napětí a proudu. Kroužky a kartáče – na dva kroužky, ke kterým jsou připojeny oba konce budicí cívky, dosedají kartáče uložené v držácích . Diodový můstek – je obvykle opatřen chladičem, do kterého jsou usměrňovací diody zalisovány. Řemenice – je upevněna na rotoru, který prochází předním (břemenovým) víkem. Pohon je proveden od klikové hřídele klínovým nebo plochým drážkovým řemenem. Poměr otáček klikové hřídele a rotoru alternátoru je 0,6 až 0,3. Víka jsou vyrobena z hliníkové slitiny. Je v nich na valivých ložiscích uložen rotor. Jsou opatřena otvory dovolujícími průtok vzduchu. Přední víko (břemenové) je osazeno jen valivým ložiskem . Zadní víko (diodové) nese kromě ložiska obvykle ještě usměrňovač a držáky kartáčů. Jsou opatřena otvory dovolujícími průtok vzduchu. Pokyny pro provoz alternátoru Alternátor nesmí být k akumulátoru připojen obráceně (zničení diod). Při opravách a měření nesmí být ani na okamžik svorky alternátoru ve zkratu (zničení diod), proto odpojte akumulátor. Alternátor nesmí pracovat bez zatížení (hrozí velké napětí na svorkách a zničení diod). Po přepálení kontrolky alternátoru je třeba provést ihned výměnu (při rozběhu by nebyl nabuzen alternátor). Při svařování na vozidle elektrickým obloukem je třeba odpojit alternátor (zničení diod). Akumulátor smí být vnějším zdrojem dobíjen až po odpojení od alternátoru (opět hrozí zničení diod).