Jistě každý ví, že když zapne zapalování v autě, většinou se rozsvítí kontrolka na palubce, která signalizuje dobíjení - tedy při nenastatrovaném motoru svítí a signalizuje "nedobíjení" . Méně lidí už ví, že tahle kontrolka je klasická 12v/4W žárovka, alespoň do dob Fabie 2009 byla.
A ještě méně lidí ví, jak je tato žárovka zapojená - je zjednodušeně řečeno v sérii s budícím vinutím alternátoru. V praxi je tam ještě regulátor, který tím, že budicím vinutím reguluje proud, řídí výkon celeého alternátoru , potažmo výstupní napětí. Když tahle žárovka praskne, alternátor nedobíjí - nemá buzení.
Jinými slovy alternátor nemá jen cívky, které jsou třífázově usměrněné diodami ( a z Accu do altíku z5 nemůže žádný proud protékat ) , má i budicí vinutí - vše je patrné třeba tady:
http://alternatory.wz.cz/zaalter.html
Neboli pokud se alternátor netočí, v klidu odebírá proud budicí vinutí. Alternátor potřebuje baterii k tomu, aby se nabudil, stačí i malý proud, impuls... Pokud se otáčí, dokáže si již proud pro buzení vyrobit sám pro sebe. Ale pokud se netočí, proud do něj TEČE!!!!
To je také vysvětlení, proč auto bez akumulátoru nejde roztlačit ( z dob Škoda 120 , dnes by to stejně nikdo nedělal kvůli katalyzátoru a řemenovému rozvodu... ) Ale stačila plochá baterie k nabuzení alternátoru a po naskočení motoru rozsvítit světla kvůli zátěži alternátoru a dalo se ject... Ale to už jsem hodně mimo.
Teď tedy trochu odborněji:
Alternátor v klidu - nic se netočí, napětí tedy nemůže být generováno. Po zapnutí klíčku začíná okamžitě procházet proud přes otevřený regulační tranzistor (nebo kontakt u starších typů regulátorů - ona Škoda 120) o hodnotě okolo 0,5 - 2 A( dle typu ) budícím vinutím (rotorem) a vytvoří se stejnosměrné magnetické pole. Po spuštění motoru se začne díky rotujícímu magnetickému poli ve statorovém vinutí okamžitě indukovat napětí. Toto napětí je střídavé, protože drápky rotoru se střídají s opačnou polaritou magnetického pole. Začne okamžitě narůstat napětí na výstupní svorce podle odběru proudu, čím je větší zátěž, tím se pomaleji napětí zvyšuje - ovšem z pohledu člověka jde o jev velmi rychlý. Až napětí dosáhne hranice cca 14 V, regulační tranzistor se uzavře a tím přeruší buzení rotoru, napětí se začne snižovat. Při poklesu o cca 0,2 V se opět tranzistor otevře a celý děj se opakuje. Čím je odběr proudu vyšší, tím je poměr doby sepnutí a vypnutí tranzistoru větší až dosáhne trvalého sepnutí v úrovni odběru max. proudu, kterého je alternátor schopen. Při zvyšování otáček alternátoru se zároveň lineárně zvyšuje vnitřní reaktance vinutí, která působí proti indukci, nutno zohlednit i ztráty v železe. To, co se získá otáčkami, je reaktancí eliminováno. Proto je alternátor neschopen přetížení, větší než udávaný maximální proud z něj dostat nelze. Altternátor používaný v automobilech je celosvětově stejné konstrukce, lišící se prakticky jen vnějším provedením vík z hliníkových slitin, jejichž různě tvarované úchyty slouží k upevnění k motoru. Dnes se ustálilo provedení s regulátorem vestavěným přímo do alternátoru, kde regulátor tvoří jeden blok s držákem uhlíků (uhlíky bývají umístěny téměř kolmo na kroužky a někdy nepatrně vyoseny. Uhlíky ale nedoléhají na komutátor, nýbrž na kroužky- jedná se jen o jakési sběrače, které mají oproti klasické komutaci mnohem větší životnost, protože kloužou po celistvém povrchu. U moderních alternátorů se již jako usměrňovací diody nepoužívají klasické křemíkové ale tzv. Schotky diody s mnohem menším úbytkem. Některé konstrukce pak mají devíti, nebo dvanáctidiodový usměrňovač a kvůli zvlnění se některé alternátory začaly vyrábět jako čtyřfázové. A také mají vodní chlazení vinutí , protože nároky na výkon stále rostou.
Tedy nyní k praktickému zapojení baterie a alternátoru při tzv. "bezobslužném režimu" kdy klíček a zapalování neexistuje, nebo se nepoužívá ( ruční tahové startování ) a jednoduše se začne dobíjet jen v době, kdy se alternátor roztočí. Když se netočí, je klid a z baterie teče jen velmi malý proud do řídicí elektroniky do 2mA ( Akumulátor 25Ah tento proud teoreticky vybije za rok a půl. ) Především se ale už mezi alternátorem a baterií nepoužívají klasické křemíkové diody, ale polovodičové zapojení s FETem ( speciální druh tranzistoru - polovodičového spínače ) , který má velmi malý odpor při sepnutí a tudíž i velmi malý úbytek napětí. Ustálil se pro toto zapojení název FETDIODA.
Pro zájemce vysvětlení zde: http://vyvoj.hw.cz/navrh-obvodu/fetdioda.html v profesionální praxi je zapojení o mnoho složitější, má cizí napájení a nábojovou pumpu pro řízení FETu.
Důvody jsou jasné, při 20A dobíjení a úbytku cca 0,7V je ztráta 14W jen na diodě a to je zbytečné, zvlášť když to lze obejít.
V klidu se nabíjí z akumulátoru elektrolytický kondenzátor v modulu na kterém se pomalu zvyšuje napětí. Když dosáhne cca 10V, komparátor sepne a náboj vybije do budicího vinutí alternátoru. Tento děj se periodicky opakuje přibližně každých 20 sekund. Střední odběr z akumulátoru nepatrný , pulzuje s 15 sec periodou, střední odběr do 2mA. Pokud se alternátor roztočí, neděje se nic, dokud nepřijde budicí impulz z kondenzátoru. Alternátor se nabudí a dál už funguje tak, jak je posáno výše. Popsaný systém je použitý u elektrocentrály Honda s autostartem a u lodního motoru Evinrude E-TEC 60HP. A používá se také třeba u větrných minielektráren ostrovních systémů . Jiné řešení používá snímače otáček na optickém principu u alternátoru, nebo z motoru, který jím otáčí a začíná budit alternátor jen v době, kdy snímač dostává informaci, že se alternátor točí.
Bohužel neumím být stručný..ale některé myšlenky se dvěma slovy napsat nedají ...
