Usměrňování, chod, chlazení alternátorů

Usměrňování, chod, chlazení alternátorů

Princip alternátoru. Usměrňování, chod,
chlazení automobilového alternátoru.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Zdeněk Vala.
Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz; ISSN 1802-4785, financovaného z ESF a státního
rozpočtu ČR. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské a poradenské zařízení a zařízení pro
další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).
Princip alternátoru. Usměrňování, chod, chlazení automobilového alternátoru.
Alternátor je střídavý elektrický stroj Vyrábí tedy střídavé napětí a proud, který vlastním
usměrňovačem usměrní na proud stejnosměrný. Na statoru jsou tři samostatné cívky, zvané
fáze. Fáze jsou vůči sobě posunuté o 120o . V dutině statoru se otáčí rotor, na kterém se
nachází tzv. budící elektromagnet. Magnetické siločáry protínají vinutí statoru, kde se
indukují tři střídavá napětí. Počátky těchto napětí jsou vůči sobě posunuta o 120o stejně jako
jednotlivé fáze.
Obr. Princip trojfázového alternátoru
1 – stator s trojfázovým pracovním vinutím
2 – kotva, rotor, budící elektromagnet
Trojfázový proud můžeme usměrnit dvěma způsoby. Pro napájení budícího vinutí (vinutí
elektromagnetu), stačí, respektive používáme tzv. jednocestné trojfázové usměrnění se třemi
diodami, v každé fázi jedna dioda.
Pro usměrnění vyrobeného, indukovaného napětí se používá trojfázový můstek se šesti
diodami. Základním prvkem usměrňovače je polovodičová křemíková usměrňovací dioda.
Obr. Usměrnění trojfázového proudu a)jednocestné trojfázové b) můstkové trojfázové
V praxi se používá několik možností vnitřního zapojení alternátoru s usměrňovači a
s napájením budícího vinutí. Platí, že u alternátoru musí být připojen regulátor napětí, aby při
zvyšování otáček nedošlo k nepřípustnému zvýšení napětí.
Obr. Různá vnitřní zapojení usměrňovače v alternátoru
a) alternátor s vlastním buzením (napájený z pomocných diod) pro plusovou regulaci
b) alternátor s cizím buzením z akumulátoru pro plusovou regulaci
c) alternátor s vlastním buzením pro minusovou regulaci
d) alternátor s cizím buzením pro minusovou regulaci
1 – budící vinutí 2 – pracovní vinutí 3 – tlumící dioda 4 – hlavní usměrňovací diody 5 –
pomocné diody
Obr. Minusová regulace
Obr. Plusová regulace
Tab. Význam písmenového značení svorek
Chod alternátoru, zásady pro používání
Alternátor je poháněn pomocí klínového řemene s převodem do rychla (i = 0,6 až 0,3).
Rotor musí být dokonale vyvážen, dosahuje za provozu vysokých otáček.
1. Alternátory jsou řešeny tak, že jejich zkratový proud je omezený vlastní indukčností
pracovního vinutí. Není proto o mnoho větší než přípustný maximální dodávaný proud.
Nemůže proto dojít ke zničení vinutí, ale ke zničení diod.
2. Alternátory jsou navrženy tak, aby se v nich již při volnoběhu indukovalo takové napětí,
aby mohly být připojeny k akumulátoru.
3. Alternátor je konstruován pro požadovanou polaritu.
4. Polovodičovým součástkám škodí teplo a také zvýšené napětí způsobené nesprávnou
funkcí regulátoru, špatným ukostřením nebo odpojením akumulátoru. Také elektrické špičky.
V případě svařování elektrickým proudem přímo na vozidle se doporučuje odpojit přívody
k alternátoru.
Obr. Hlavní části alternátoru
1 – stator, trojfázové pracovní vinutí
2 – kotva (rotor) s budícím vinutím
3 – sběrací kroužky
4 – přední víko, řemenové
5 – zadní víko, chladič, diody
6 – výstup R
7 – tlumící dioda
8 – výstup M
Víko alternátoru, chlazení
Víko obsahuje soustavu polovodičových diod. Diody musí být za provozu dokonale
chlazeny. Chlazení provádí ventilátor, který je součástí řemenice a také tedy chladí celý stroj.
Aby se teplo dobře odvádělo musí být diody zalisovány do otvorů nebo přišroubovány
k chladičům tj. k hliníkovým nosičům diod.
Obr. Víko alternátoru – varinta výše uvedeného obr. c
1 – zadní víko
2 – nosič hlavních diod – chladič s výstupní svorkou B+
3 – hlavní diody
4 – pomocné diody
5 – tlumící dioda
6 – výstup M
7 – výstup R
PhDr. Svatopluk Pavlis
Elektrotechnika motorových vozidel, SNTL 1987