Automobilový průmysl již dávno opustil stejnosměrné generátory. V moderních vozidlech je již nenajdete. Přechod na generátory střídavého proudu (alternátory) nebyl řízen pouze preferencí, ale nutností způsobenou rostoucí elektrickou zátěží automobilů.
DC generátory produkují stejnosměrný proud. Proudí jedním směrem. Alternátory produkují střídavý proud. Jedná se o stejný druh energie, který se používá v domácích zásuvkách. Pravidelně mění směr.
Nikola Tesla v roce 1887 dokázal, že střídavý proud je mnohem účinnější při generování vysokého napětí. Moderní auta vyžadují přesně toto napětí. Ale autobaterie vyžadují konstantní proud. Nejsou schopny akumulovat střídavý proud.
Takže alternátor musí tuto mezeru překlenout. Převádí AC na DC pomocí diod. Tato součást funguje jako jednocestný ventil. Blokuje zpětný tok a dodává baterii potřebný ustálený proud.
Uvnitř třífázového generátoru
K výrobě energie dochází uvnitř krytu generátoru. Jsou za to zodpovědné dvě hlavní složky. Rotor. Stator.
Když motor běží, otáčí řemenicí alternátoru. Řemenice způsobuje otáčení rotoru. Tento rotující magnet prochází kolem tří stacionárních cívek drátu. Jedná se o statorová vinutí. Omotávají se kolem nehybného železného jádra.
Tato konstrukce vytváří třífázový proud. Cívky jsou rovnoměrně rozmístěny. Jsou v intervalech 120 stupňů kolem hřídele.
Když se rotor otáčí, vytváří se střídavé magnetické pole. Toto pole indukuje střídavý proud ve vinutí statoru. Proud prochází svorkami statoru. Odtud jde do sady diod.
Ke každé svorce statoru jsou připojeny dvě diody. Regulují průtok. Blokují negativní půlcykly. Prochází pouze kladný proud. Výsledkem je konstantní proud připravený pro baterii.
Trojúhelníkové a hvězdicové vinutí
Ne všechny třífázové generátory jsou navrženy stejně. Důležitá je konstrukce vinutí statoru.
Existují dva hlavní styly. Vinutí podle obvodů “trojúhelník” a “hvězda”.
Statory s delta vinutím jsou snadno rozpoznatelné. Tvoří trojúhelníkový tvar. Tato konstrukce poskytuje vysoký proud při nízkých rychlostech. Je spolehlivý.
Vinutí hvězda vypadá jinak. Připomínají indukční kondenzátor z filmu Návrat do budoucnosti. Tato konstrukce je ideální pro dieselové motory. Produkuje vyšší napětí než statory vinuté do trojúhelníku, a to i při nižších otáčkách.
Obě provedení jsou účinná. Žádný z nich není nutně nejlepší. Výběr závisí na elektrických požadavcích konkrétního vozidla.
Nastavení napětí
Surová energie z generátoru není připravena k použití. Nadměrné napětí poškodí baterii. Příliš nízké napětí vás nechá bez pomoci.
Vstoupí v platnost regulátor napětí. Určuje, kdy a jaké napětí baterie potřebuje. Udržuje výstupní napětí v bezpečných mezích.
Většina generátorů používá jeden ze dvou typů regulátorů.
Uzemňovací regulátory fungují řízením záporného vodiče (uzemnění) nebo uzemnění baterie aplikovaného na vinutí rotoru. Řídí se vracením proudu do obvodu.
Regulátory uzemněné v místě provozu pracují obráceně. Řídí velikost kladného proudu tekoucího z baterie.
Ani jeden typ nemá jasnou výhodu. Oba dosahují stejného výsledku. Regulátor zajišťuje, že alternátor dodává stabilní a bezpečný proud do elektrického systému vozidla.
Alternátor je složité zařízení. Přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii. Přebírá hlavní úkol poskytování energie moderní elektronice. Bez něj auto doslova „umře“.
