Alternator samochodowy - układ ładowania ERA 210503A

Alternator to prądnica prądu zmiennego.  Jego zadaniem jest zamiana energii mechanicznej w prąd zmienny. Powszechnie wykorzystywany jest w samochodach jako źródło energii elektrycznej. Przede wszystkim służy do doładowywania akumulatora. Dzięki temu, że jest lżejszy do prądnicy prądu stałego oraz możliwości produkowania prądu przy małych obrotach jednostki napędowej jest coraz częściej stosowane.

Podstawowa budowa alternatora

Centralnym elementem alternatora jest nieruchomy stojan. Składa się z izolowanej, zazwyczaj stalowej ramki z rozmieszczonymi na obwodzie co sto dwadzieścia stopni trzema uzwojeniami. Kolejnym ważnym elementem alternatora jest wirnik. Jest to elektromagnes zasilany przez pierścienie ślizgowe i szczotki. Alternator posiada wbudowany prostownik z diodami krzemowymi, dzięki czemu może współpracować z akumulatorem, do działania którego potrzebne jest stałe napięcie. W konstrukcji alternatora może znajdować się także regulator napięcia. Ponadto niektóre alternatory wyposażone są w system chłodzenia cieczą. Bardziej zaawansowane wyposażone są także w sprzęgło pasowe. Zapobiega ono szarpnięciom paska napędowego podczas wyłączania silnika.

Zasada działania alternatora

Wirujące pole magnetyczne wirnika wytwarza prąd w unieruchomionych uzwojeniach stojana. Dzięki umieszczeniu uzwojenia w stojanie nie jest konieczne stosowanie komutatora jak ma to miejsce w prądnicy prądu stałego, gdzie uzwojenie ulokowane jest w wirniku. Dzięki temu alternator jest wydajniejszy i bardziej niezawodny. Praca alternatora jest inicjowana przez uzwojenie wirnika. Jest ono nawinięte osiowo. Pole magnetyczne jest formowane przez części wyprodukowane z ferromagnetyka. Zmienia się ono w trakcie obrotu wirnika i przenikania przez uzwojenia stojana. Podczas wyzwalania przez wirnik pola magnetycznego w szczotkach indukowany jest prąd mający sinusoidalny przebieg.

Prostownik alternatora ma często osobne diody do przekształcania prądu zmiennego w stały oraz do prostowania prądu przeznaczonego do wybudzania prądnicy. Jest to alternator dziewięcio-diodowy. Dzięki takiemu rozwiązaniu w trakcie niewielkich obrotów silnika lub przy włączonej instalacji elektrycznej gdy jednostka napędowa nie jest uruchomiona wirnik alternatora nie jest namagnesowywany w związku z czym nie pobiera energii elektrycznej z akumulatora. Alternatory sześciodiodowe w takich przypadkach pobierają prąd z akumulatora.

Typowe usterki alternatora

Najczęściej występującym uszkodzeniem alternatora jest zużycie się szczotek lub łożysk. Do innych typowych usterek można zaliczyć uszkodzenie regulatora napięcia, uszkodzenie mostka diodowego, zwarcie wirnika i stojana, przepalenie uzwojenia.