DC jeneratörleri yerine arabalarda AC jeneratörleri kullanmanın avantajı


14

Çoğu otomobil bir AC jeneratörü kullanır ve daha sonra 12v pili şarj etmek için bir köprü diyot doğrultucu aracılığıyla voltajını DC'ye dönüştürür.

Bunun yerine neden bir DC dinamo kullanılmıyor?

AC dinamo daha iyi verim sağladığı için mi?

(Bisiklet ve rüzgar enerjisi bile AC dinamo / türbin kullanır).


1
Bunlar iki farklı soru: 1. "Otomobillerde AC jeneratörlerinin avantajı nedir" ve 2. "Bir verimlilik avantajı var mı?" 1. daha genel bir soru olduğundan, sorunuzu yeniden yapılandırdım.
Marcus Müller

1
Çünkü fırça komütatör ise. AC dinamo fırçasızdır, yine de rotor uyarma akımını beslemek için kayma halkalarına sahiptir. Kayma halkaları üniformdur, segmentleri yoktur.
Marko Buršič

1
Aracınızdaki "diyot" köprüsünde aslında hiç diyot olmayabilir. Tüm schottky diyotları düşük kayıplı fetler ve düşük güç kontrolörü ile değiştirebilirsiniz
Steve Cox

Yanıtlar:


25

Hayır, verimlilik nedenleriyle değil.

DC jeneratörleri tipik olarak komütatörlere sahiptir, yani jeneratör kelepçelerindeki voltajın polaritesini her yarım dönüşte tersine çeviren fırçalarla temas eder. Aslında, DC jeneratörleri sadece "mekanik" doğrultucuya sahip AC jeneratörleridir.

Hareketli parçalar arasında elektrik teması olmayan jeneratörler inşa edebilirsiniz, ancak bunlar olmadan komütatörler inşa edemezsiniz.

Bu tür kontakların sürekli kullanım altında, kirli ve titreşimli ortamlarda arızalanması çok muhtemel olduğundan, bunların arabalarda kullanılmaması çok arzu edilir. Ayrıca, çok pahalı bir tane inşa etmedikçe, temas direncinin bir köprü doğrultucu üzerinde kaybettiğinizden daha yüksek olabileceğini söyleyebilirim.


5
Sadece verimlilik noktasını güçlendirmek için, alternatörler manyetik alan oluşturmak için 30-40W gibi bir şey alır (Hugh Piggott'un küçük rüzgar türbinleri üzerindeki çalışmasına göre), böylece kalıcı bir mıknatıslı AC jeneratörü (PMSM veya BLDC motoru) daha verimli olur. Ancak 30-40kw (veya daha fazla) bir motordan sürüldüğünde 30-40W kaybı kabul edilebilir olarak kabul edilmektedir. Ve kalıcı mıknatıslar paraya mal oluyor ...
Brian Drummond

Düşük temas direncine sahip komütatörler inşa edilebilir - biri marş motorunda kullanılır - soğuk bir içten yanmalı motoru kalın yağ, soğuk karşıtlığına karşı döndürmek için yeterli tork üretmek için çok yüksek rotor akımını işlemesi gereken bir makine azaltılmış boşluklar ve dizellerle yüksek sıkıştırma. Yüksek komütatör kayıpları sizi mahsur bırakır :(
Martin James

1
@MartinJames için bu doğru, ancak çoğu marş motoru günde sadece saniyeler için çalışıyor. O zaman bile, neredeyse alternatörlerden daha sık değilse değiştirilirler.
Trevor_G

3
@ Evet, düşük görev döngüsü inşaatta daha fazla ekonomi anlamına gelir. Çoğu motor, (bilgisayarlı enjektörleri, ateşleme vb.Ile) bu günlerde ilk kez çalıştığından, marş motorlarının şimdi on yıllardan daha da kayıplı ve başarısız olma ihtimalinden şüpheleniyorum :(
Martin James

Bu nedenle , daha sonra jeneratör alanına güç besleyebilen bir uyarıcı sargısını etkinleştirmek için kalıcı mıknatıslar kullanılabilir .
Harper - Monica

15

Alternatör, çok geniş bir devir hızlarında A LOT amper üretmelidir. Ayrıca, elektrik yükü aniden ani olarak değişebilir ve değişecektir.

Sabit bir mıknatıs dinamo, gerekli voltaj ve talepleri üretmek için son derece sert bir voltaj düzenleme sistemi gerektirecektir.

Çok daha basit ve bence daha şık bir çözüm, mütevazi alternatör. resim açıklamasını buraya girin

İnsanların düşündüklerine rağmen, arabalarda voltaj regülatörü YOKTUR. Aslında bir "Saha Düzenleyicisi" var.

Alternatör, MAGNET parçasını üreten döner bir rotor bobinine sahiptir. Bu bobin, nispeten ince telin birçok dönüşünden oluşur. Bu rotorun etrafında, aracınızı çalıştırmak için ihtiyacınız olan AMPS'yi taşıyabilen çok daha ağır tellerden yapılmış üretim bobinlerini içeren stator bulunur.

Alternatörün çıkışında sabit bir maksimum voltaj sağlamak için, rotor bobini tarafından üretilen elektromanyetizma miktarı alan regülatörü tarafından düzenlenir. Bu bobin yüksek bir dirence sahip olduğundan, uyarmak için fazla akım kullanmaz. Aslında, motor çalıştırılmadığında, şarj ışığı ile aküden çıkarılır.

Bunun güzelliği, eğer herhangi bir güç kullanmıyorsanız, alternatörün motorda çok az yük üretmesidir. Güce ihtiyacınız olduğunda, neredeyse anında kullanılabilir.

Parçalar basit, ucuz, güvenilir ve etkilidir.

BTW: Alternatör biraz yanlış bir isim. Otomobil alternatörünüz AC değil DC üretir, hepsi önemli bir dalgalanma ile olsun. Yukarıdakilerin tümü çoğu alternatörde bulunur. Jeneratör daha iyi bir isim olurdu.

Öyleyse neden bir dinamo ile benzer bir şey yapamıyorsun? Bu daimi mıknatısları elektro mıknatıslarla değiştirir. Gerçek şu ki yapabiliyorsun. Bununla birlikte, bir dinamo sadece mekanik bir doğrultucu ile bir alternatör olduğunu fark etmelisiniz . Bir dinamo, voltaj döngüsünde uygun zamanda bobinleri açmak ve kapatmak için bir komütasyon halkası ve fırçalar gerektirir.

Bu, birkaç diyottan daha fazla masraf ekler, aşınma ve güvenilirlik ile ilgili sorunları vardır ve ÇOK elektriksel olarak gürültülüdür. Dahası değiştirme sırasında, bobinler fırça tarafından geçici olarak kısaltıldığında veya açık döngü bırakıldığında ve size güç vermediğinde kayıplar meydana gelir.

Öyleyse böyle bir canavar tasarlıyorsanız, düşünürdünüz, hmmm .. bu mekanik doğrultucudan nasıl kurtulabilirim ... OOO .. Diyot adı verilen bu yeni kanatlı şeyleri kullanalım ... siz bilmeden .. siz şimdi alternatör dediğimiz şeye geri dönelim.

Muhtemelen bu şey en başta bu şekilde icat edildi.


3
Bir jeneratörde sabit mıknatıslar kullanmamanın en iyi nedenlerinden biri olan alan regülatörünün dahil edilmesi için + 1'im var.
Kaithar

bunun doğru anlaşıldığından emin olmak için: "... stator bobini tarafından üretilen elektromanyetizma düzenlenir ..." " rotor bobini" olmalı ve şematikteki "voltaj regülatörü" etiketli bileşen gerçek alan regülatörü?
dlatikay

@Kaithar iyi, eğer kalıcı mıknatıslar kullanacaksanız, çıkış kontrolünde daha sofistike bir şey yapmanız gerekir, örneğin dökümü olan MPPT kesinlikle yeterli olacaktır.
Harper - Monica

5

Bir başka nokta, sabit bir armatürü ve rotordaki alanı olan alternatörlerin daha kolay ve ucuz bir şekilde düzenlenmiş olmasıdır. Rotora yalnızca DC alan gücünün beslenmesi gerekir, böylece bir DC makine komütatörüne kıyasla kayma halkalarının oranını düşürür. Otomobillerde kullanılan kurşun-asit aküler çok düşük iç dirence ve çok dar çalışma PD aralığına sahip olduğundan, bir araç içten yanmalı motor tarafından tahrik edilen herhangi bir şarj sistemi (geniş rpm aralığı ile) kontrol / düzenleme gerektirir. PM statörlü bir DC 'dinamo', makinenin tam çıkışının kontrol edilmesini gerektirecektir, Bir alternatör, nispeten düşük güçlü bir elektronik regülatör ile rotordaki alan akımını kontrol ederek düzenlenebilir, stator armatür çıkışı doğrudan bağlanır hareket eden teması olmayan bir doğrultucu bloğuna ve bataryaya bağlayın.


3
Silikon güç diyotlarının icadından önce, araba alternatörleri gerçekten de DC makinelerdi, alan stator sargısı ve küçük bir mekanik regülatör tarafından kontrol edildi. Yine de +1.
Janka

@Janka evet. Evet, sizi düz veya kaynamış kuru bir pil ile sıkışmış bırakacaksınız. Eşimin Mk1 Escort'u böyle bir mekanizmaya sahipti - bunu en kısa sürede bir alternatörle değiştirdik :)
Martin James

0

Alternatörler, merkezkaç kuvvetleri nedeniyle parçalanmadan çok daha hızlı dönebilen bir rotora sahiptir. Böylece, kayışın uygun aktarım oranı ile düşük rölanti hızlarında bile yeterli voltaj üretebilir. Bunları arabalarda kullanmanın ana nedeni olabilir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.