GENERATOARE DE CURENT ALTERNATIV
(ALTERNATORUL)
La noile construcţii de automobile, ca urmare a creşterii puterii receptoarelor şi consumatorilor introduşi, a pornirilor şi opririlor dese în circulația intensă din oraşe, a rezultat pe de o parte necesitatea încărcării bateriilor la turaţii de mers în gol ale motoarelor, iar pe de altă parte necesită creşterii limitei turaţiei maxime a generatoarelor (ca urmare a creşterii raportului de transmisie de la motor la generator), cerinţe cărora dinamurile nu le mai pot face faţă. Din aceste cauze, ele au început să fie înlocuite în scara tot mai largă cu alternatoare. Alternatoarele pentru automobile sunt generatoare sincrone prevăzute cu redresoare statice, care folosesc de obicei diode de siliciu, şi ca urmare nu mai necesită colectoare cu lamele că în cazul dinamurilor. Ele au rolul de a alimenta cu curent electric consumatorii (receptoarele) şi de a încărca bateria de acumulatoare.
CONSTRUCŢIA ALTERNATOARELOR
În general, alternatoarele pentru automobile se construiesc cu indusul în stator şi inductorul în rotor.
INDUSUL
Este construit din tole şi care are o înfăşurare trifazată asemănătoare maşinilor sincrone sau asincrone obişnuite. Cele trei faze sunt conectate fie în stea, astfel că tensiunea la borne este mai mare decât tensiunea fiecărei faze, fie în triunghi când se obţine o tensiune la borne egală, dar intensitatea curentului mai mare. Tensiunile fiind standardizate, trecerea trebuie să se facă de la 14Vla 7V ceea ce, însă, modifică turaţiile de mers în gol şi cea nominală, cea maximă putând rămâne aceeaşi . Astfel, un alternator modern, montat în stea, debitează 35A la tensiune de 14V, cu turaţia de mers în gol de 1 000 rot/min şi montat în triunghi debitează 50A la tensiune de 7V, cu turaţia de mers în gol de 900 rot/min.
INDUCTORUL
Inductorul poate fi cu excitaţie electromagnetică sau cu magnet permanent. La construcţiile cu magneţi permanenţi (executaţi din aliaje dure şi casante), datorită absenţei înfăşurării de excitaţie şi a inelelor colectoare apar dificultăţi regate de reglarea tensiunii.
Alternatoare cu excitaţie electromagnetică se împart în alternatoare cu inele colectoare si fără inele colectoare.
Soluţia alternatoarelor cu excitaţie electro-magnetică fără inele colectoare, cu două întrefieruri, cu înfășurările inductorului plasate în stator, alături de cele ale indusului este neeconomică; în plus, fluxul magnetic între fier nu mai variază de la maximul negativ la maximul pozitiv, ci numai între zero şi maxim, ceea ce constituie un serios dezavantaj.
Alternatoare cu inele colectoare. De obicei se utilizează inele colectoare radiale, dar în anumite cazuri ca de exemplu la alternatoarele tip 1130 care echipează motoarele D-115, pentru protejarea colectorului împotriva pătrunderii prafului se utilizează inele de tipul frontal.
În general, sunt două inele colectoare şi mai rar trei-aceasta, în situaţia când excitaţia este funcțională, curentul de magnetizare este de intensitate mică şi ca urmare uzura şi arderea periilor este mică.
În prezent, construcţia cea mai răspândită este cea a alternatorului cu excitaţie electromagnetică cu două inele colectoare, având polii inductorului sub formă de gheare. La acest tip, înfăşurarea de excitaţie se compune dintr-o singură bobină aşezată concentric pe miezul rotorului, ceea ce permite o construcţie simplă şi economică. Datorită polilor în formă de gheare şi a suprafețelor trapezoidale ale tălpilor acestora, se obţine o formă convenabilă a curbelor tensiunilor electromotoare induse de alternator, foarte apropiată de forma sinusoidală.
Astfel de alternatoare sunt construite de firmele Bosch-Germania Duciellier, Paris – Rhone, Femsa – Franţa ; Lucas – Anglia; Motorola – S.U.A. Dezavantajele alternatoarelor constă în numărul relativ mare de diode redresoare (6-9 bucăţi), care sunt costisitoare încă, şi în faptul că pot fi uşor scoase din funcțiune în cazul străpungerii prin suprasolicitare, în situaţia conectării greşite sau a nerespectării anumitor prescripţii.
Utilizarea alternatoarelor trifazate (mai mici cu 30 – 40% decât cele monofazate) necesită un număr de şase elemente redresoare. Odată cu ieftinirea redresoarelor aceste generatoare se generalizează la majoritatea tipurilor de automobile . În plus, la alternatoare, protecţia contra curenţilor de scurt circuit sau de suprasarcină se realizează automat prin saturaţie electromagnetică a maşinii, fapt pentru care nu este necesar regulatorul de curent, astfel încât redresoarele sunt protejate de pericolul suprasarcinilor. Construcţia alternatoarelor este simplă, robustă şi durabilă.
Utilizarea redresoarelor între alternator și baterie înlătură şi necesitatea folosirii conjunctorului – disjunctor. Bateria de acumulatoare nu se poate descărca pe generator prin redresor, în loc de trei relee se utilizează numai regulatorul de tensiune. Curentul principal nu trece prin perii colectoare, fiindcă înfăşurarea indusului este montată pe stator. Dispunerea înfășurării de excitaţie pe rotor uşurează construcţia inelelor colectoare care devine mai simpla și mai robustă (nu ca colectorul dinamului), pentru că curenţii de excitaţie sunt mici, de maximum10% din curentul nominal. Dispunerea periilor radial pe inelele colectoare ale înfăşurării rotorice de excitaţie face ca alternatorul să meargă în ambele sensuri.
