Alternátor - stabilizované výstupní napětí

[Marek]

Rád bych oslovil především elektrotechniky. Zajímá mě, jakým způsobem jsou řešené regulátory u moderních alternátorů, které prakticky za všech okolností dokážou dodávat elektřinu o stabilizovaném napětí (zpravidla 14,4 V).

[Dusan]

Tak isto ako na starej lade, len kontakt sa nahradil polovodicom. A hlqvne prevod pre pohon altika je taky aby pri volnobehu bol dostatok prudu a tak drzalo napatie na pozadovanych 14,4V. Ja na 1600 mam aj na volno behu 13,8V kedze mam remenicu malu z favorita

Hlavne napajanie budenia je z pomocneho usmernovaca, tym padom nevplyvaju na regulovane napetie ubytky na vedeni ako u lady s oddelenym regulatorom.

[Petr HC]

Rád bych oslovil především elektrotechniky. Zajímá mě, jakým způsobem jsou řešené regulátory u moderních alternátorů, které prakticky za všech okolností dokážou dodávat elektřinu o stabilizovaném napětí (zpravidla 14,4 V).

Takový regulátor neexistuje. Kdyby takový existoval, rozvařil by akumulátor při prvním zkratu článku (častá závada akumulátoru) nebo by oddělal usměrňovací můstek.
V podstatě neexistuje ani integrovaný stabilizátor s touto vlastností. Každý při překročení svého max.proudu proud omezí tak,aby nedošlo k jeho poškození i poškození regulovaného zdroje. U alternátoru dojde k omezení proudu tím, že je konstruován pro určitý max. výkon.
Příkladně alternátor 80 VA dodá při 14,4 V trvale 5,55 A,max. proud je dán koeficientem přetížení (obvykle 2 - 2,5 a tento stav může trvat jen krátkodobě).

[Veteranista]

Moderní alternátory mají výhodu v tom, že mají vyšší otáčky, něž alternátory před 30,40 lety, tudíš už na volnoběh motoru se mohou a i točí rychleji a tím dobíjí od volnoběhu dobře

[Hurikán]

Petr HC to rozebral naprosto přesně. Takhle to prostě je, přes fyziku ani vlak nejede. Zároveň to ale není ani tak jednoduché, jak napsal Veteránista. Je to ještě trochu jinak.

Ono u nových aut je ona "stabilizace" vytvořena úplně jinak. V principu je to stále stejné, jako u Lady, jen jsou posunuté otáčky alternátoru směrem nahoru. Je nutné si uvědomit, že k tomu, aby altec udržel v síti určité napětí, musí vykonat odpovídající práci. Platí přitom nepřímá úměra mezi otáčkami a budicím proudem. Stejnou práci tak alternátor vykoná buďto při větších otáčkách a malém budícím proudu, nebo menších otáčkách a větším proudu. Budicí proud tekoucí rotorem nelze zvětšovat donekonečna. Stejně tak nelze donekonečna zvětšovat pracovní otáčky alternátorů. Proto jsou systémy nastaveny na určitý technologicky přijatelný kompromis. Tolik teorie.

Subjektivně se může u některých nových aut zdát, že je napětí "stabilizované" i na volnoběhu, jenže tomu tak ve skutečnosti není. Výsledného efektu je dosaženo kombinací několika faktorů:
1. Předně si musíme uvědomit, že většina nových aut jsou dehty. Ty jak známo mají výrazně menší rozsah pracovních otáček, než benziňáky. Alternátor tak může pracovat s daleko větším převodovým poměrem od motoru, než u benziňáku.
2. I drtivá většina benziňáků má dnes menší maximální otáčky motoru, než bývalo dřív zvykem. Navíc jsou jištěné omezovačem, který překročení těchto otáček nedovolí. Alternátor tak může pracovat s o něco větším převodovým poměrem od motoru, než tomu bylo dřív. Stále má solidní rezervu ke svým maximálním otáčkám, protože díky omezovači nehrozí jejich překročení.
3. Nová auta mají "inteligentní management" hospodaření s el. energií. Při volnoběhu, nebo naopak maximální akceleraci odpojuje různé nepotřebné spotřebiče.

Kombinací výšeuvedených faktorů, se potom palubní napětí může naoko tvářit jakože stabilizované.

Když se vrátím k Ladě, kde je převodový poměr mezi motorem a alternátorem cca 1:2, tak potom při 8.000 otáčkách, které nejsou ničím nemožným, alternátor točí 16.000 ot./min. Rotor je přitom usazen jen ve dvou zapouzdřených kuličkových ložiskách. Opominout nesmíme ani působení odstředivých sil, jež působí na rotor a při 16.000 ot. jsou již opravdu značné. Při jejich dalším navýšení může dojít k roztržení rotoru.

Snad jsem to popsal pochopitelně.

[Nepér]

Ještě záleží na principu regulace. Pokud uvažujeme devítidiodový alternátor s pomocným usměrňovačem, kde se jako reference a napájení buzení používá napětí z pomocného usměrňovače, které nemusí dokonale vypovídat o napětí na výkonovém výstupu alternátoru, může výstupní napětí se zátěží klesnout víc, než u modernějších regulací, kde se stabilizuje přímo podle napětí výkonového výstupu alternátoru. Také proto nová auta pohasínají méně

[Dusan]

Prakticky nieje problem dosiahnut u lady to iste ako u modernych aut tj konstatne napetie na baterke.

[MartasBrno]

Stačí mít vše v pořádku že?

Ještě k porovnání systémů 6 diod a 9 diod. Pokud je z pomocných diod braný budicí proud, pak systém 9 diod může mít pomalý náběh regulace, nízkou spotřebu při zastaveném motoru a systematickou chybu - nejistotu regulace, díky jinému zatížení pracovních diod, než pomocných. 6ti diodový systém tuto systematickou chybu odstraňuje, má rychlý náběh, ale žere proud i při stání motoru.

Ještě k vlastnostem zpětnovazební smyčky: Integrovaný regulátor stabilizuje napětí na svorce altíku - pak záleží na zbytku instalace, jaké napětí kde naměříme - vždy bude NIŽŠÍ. Externě umístěný regulátor stabilizuje napětí V MÍSTĚ ODBĚRU zpětné vazby. Protože existuje proudem zatížená větev PŘED regulátorem, existuje možnost, že zde umístěné spotřebiče uvidí napětí VYŠŠÍ, ikdyž toto má dané konstrukční limity (odpor rotoru, max. otáčky...). Při závadě v okruhu ale může být veselo, zvlášť, když ujede, nebo uletí kostra regulátoru. Ten pak nevidí napětí a snaží se přidat a přidat a přidat Ještě, že se závady kupí spíše na větvi 67 - pod proudem chadicí kapaliny, kde se škoda nenapáchá...

[Petr HC]

Na začátku tohoto tema byla položena otázka: " ... jakým způsobem jsou řešené regulátory u moderních alternátorů, které prakticky za všech okolností dokážou dodávat elektřinu o stabilizovaném napětí (zpravidla 14,4 V). Na konci je samozřejmý předpoklad, aby bylo vše v pořádku.
Pokusím se ještě o doplnění stavu za situace, že se jedná o nový moderní vůz se vším všudy, který často jezdí.
a) Správně by bylo nahradit slovo "stabilizované" slovy "stabilní za běhu motoru". Těch 14,4 V zůstane na aku max. několik desítek minut po zastavení motoru. Pak je "sežere" klidový odběr palubní sítě.
b) Dnešní moderní polovodičové regulátory jsou schopné při dosažení svého jmenovitého napětí snížit nabíjecí proud prakticky na nulu a opět při poklesu napětí o desetiny V začít nabíjet.Proto k nárůstu z 12,5 na 14,4 V dojde za jednotky minut po nastartování.
c) Nemalý vliv má i kvalita akumulátorů. Nabíjecí i vybíjecí křivka moderních aku se blíží přímce rovnoběžné s osou X. Konec nabíjecí křivky má velmi ostrý zlom z cca 12,5V na zmíněných 14,4 V. Po vypnutí motoru stačí rozsvítit hlavní světla na několik desítek vteřin nebo jednou zastartovat a nabíjecí křivka "běhá" po úseku 12,5 - 14,4 V. To platí, pokud často jezdíme a zbytečně aku nevybíjíme.
d) Graficky to vysvětlí přiložený, poněkud idealizovaný obr. (na ose Y je napětí / článek a černé křivky představují nabíjení / vybíjení mimo vozidlo)

[Marek]

No já nevím, ale já mám na baterce napětí 14,4V okamžitě po nastartování. A je úplně jedno, jak moc je baterka vybitá nebo nabitá. Prostě otočím klíčkem, motor naskočí a na svorkách je okamžitě 14,4V. A rozkmit toho napětí je prakticky nulový. Pokud nenastane situace, že by odběr proudu byl větší, než v daný okamžik je alternátor schopen dodávat, napětí se nehne ani o desetinu.

[Dusan]

Ale no daj tam vybitu baterku a tych 14,4 tam nebude okrem ineho mas 120A altik ze

[Luděk Musil]

.... okrem ineho mas 120A altik ze

Což také mnohé vysvětluje
Já o víkendu vyměnil ve svým 55 altík za 70 alt a najednou mi taky rafička stojí nehnutě na 14 V. L.

[Marek]

Ano, mám alternátor 120A. A uvažuji dokonce o 160A, jen teď moc nejsou (starší).