Dinamo: električni generator koji je 1960-ih kapitulirao pred alternatorom

Dinamo je električni generator koji se koristio za proizvodnju električne energije u automobilima od početka autoindustrije do 1960-ih….

Da bi automobil mogao napajati odnosno pokretati električne uređaja, od svjetala i sirene, do brisača i ventilatora potrebna je električna energija. Ona se proizvodi u električnom generatoru, koji mehaničku energiju motora pretvaraju u električnu (remenom je spojen na radilicu).

U sustavu je električni akumulator, koji preuzima i skladišti viškove energije, kako bi je mogao koristiti po potrebi. Također i za pokretanje motora elektropokretačem. Tu je funkciju obavljao dinamo. Riječ je o samopobuđujućem generatoru s komutatorom koji izmjeničnu struju namota ispravlja u istosmjernu struju.

Zaostali magnetizam u mekom željezu rotora omogućava kod početka vrtnje induciranje male struje u statoru koja tokom kroz rotor (zbog serijske veze) pojačava magnetsko polje te tako povećanjem broja okretaja i povećava izlaznu snagu generatora.

 

Princip rada generatora zasniva se na izumu Michaela Faradaya iz 1831. godine kad je otkrio magnetsku indukciju. Prvi dinamo zasnovan na permanentnim magnetima proizveo je 1832.  francuski proizvođač instrumenata Hippolyte Pixii koji je otkrio princip mehaničkog ispravljača, tj. komutatora.

Komutator ovisno o položaju rotora mijenja polove izlaznog napona, tako da napon (a time i struja) na izlazu bude uvijek istog predznaka, tj. istosmjeran. Dinamo utemeljen na principu samopobude otkrio je Mađar Anyos Jedlik te Siemens i Wheatstone.

Izlazni napon dinama je pulsirajući istosmjerni napon čija frekvencija ovisi o brzini vrtnje dinama. Generirana snaga iz dinama raste s brojem okretaja. Za potrebe napajanja električnih uređaja i punjenja akumulatora u automobilima razvijen je elektromagnetski regulator struje, koji je kod prevelike struje prekidao strujni krug i ponovo ga uspostavljao kako je struja padala.

Dinamička ravnoteža otvaranja i zatvaranja kontakata regulatora postizala se brzim pulsiranjem regulatora kod namještene maksimalne struje punjenja. Dinamo je u automobilskoj industriji prvi puta upotrijebljen 1919. na Ford Model T.

Mane dinama u upotrebi u automobilima su da se izlazna snaga značajno mijenja s promjenom broja okretaja, tako da je na malim brojevima  okretaja proizvedena energija zanemariva.

Drugi nedostatak je trošenje četkica na komutatoru. Kroz četkice prolazi ukupna izlazna struja te se kod prelaza s jednog polja komutatora na drugo javlja električni luk čime je trošenje četkica pojačano.

Prvi automobil  s alternatorom bio je Plymouth Valiant iz 1960.  Alternator je izmjenični generator koji izlazni napon pretvara u istosmjerni pomoću električnih dioda (solid state rectifier). Njegovu primjenu je omogućio pronalazak poluvodičkih dioda.

Današnji alternatori u automobilima su najčešće trofazni izmjenični generatori s ugrađenim poluvodičkim ispravljačem i regulatorom struje, koji regulira struju statora tako da izlazna proizvedena struja bude željene vrijednosti bez obzira na broj okretaja alternatora unutar granica određenih fizikalnim zakonom.

Prednosti alternatora su da ima veću korisnost, izlazna struja je regulirana, zbog više faza ima manje pulzacije. Jedini element izložen trenju u alternatoru su osim ležajeva četkice na kliznim prstenovima koje prenose struju pobude na rotor. No njihovo trošenje je višestruko manje od trošenja četkica na dinamu budući da one prenose vrlo mali iznos struje na glatke prstenove te nema stvaranja električnog luka kao kod četkica dinama.

Bilo pa prošlo (1): Rasplinjač (karburator, fergazer), tekuće gorivo pretvara u plinovito…

Bilo pa prošlo (2): OHV: motke guraju viseće ventile, razvod popularan prije OHC-a

Bilo pa prošlo (3): Comprex, manje učinkovita alternativa turbopunjaču

Bilo pa prošlo (4): Brisači farova automobila (1970. – 1997.)


Komentari

loading...