Vantaggio dell'utilizzo di generatori di corrente alternata in auto anziché generatori di corrente continua

La maggior parte delle auto utilizza un generatore CA quindi converte la sua tensione in CC tramite un raddrizzatore a diodi a ponte per caricare la batteria da 12 V.

Perché non dovrebbe essere utilizzata una dinamo DC?

È perché la dinamo AC offre una migliore efficienza?

(Anche la bici e l'energia eolica usano la dinamo / turbina AC).

No, non è per motivi di efficienza.

Generatori CC in genere hanno commutatori, cioè contatti con spazzole che invertono la polarità della tensione sui morsetti del generatore ogni mezzo giro. In sostanza, i generatori DC sono solo generatori AC che hanno un raddrizzatore "meccanico".

È possibile costruire generatori senza contatti elettrici tra le parti mobili, ma non è possibile costruire commutatori senza quelli.

Poiché è molto probabile che tali contatti falliscano con un uso costante, in ambienti sporchi e vibranti, è molto desiderabile non usarli in auto. Vorrei anche dire che se non ne costruisci uno molto costoso, la resistenza di contatto potrebbe essere superiore a quella che perdi su un raddrizzatore a ponte.

L'alternatore DEVE generare MOLTI amplificatori a una gamma molto ampia di velocità di rotazione. Inoltre il carico elettrico può e cambierà drasticamente da un momento all'altro.

Una dinamo a magneti fissi richiederebbe un sistema di regolazione della tensione estremamente robusto per generare le tensioni e le richieste richieste.

Una soluzione molto più semplice e, secondo me, più elegante è l'umile alternatore.

Nonostante ciò che la gente pensa, le auto NON hanno un regolatore di tensione. In realtà hanno un "Field Regulator".

L'alternatore ha una bobina rotore rotante che genera la parte MAGNET. Questa bobina è composta da molti giri di filo relativamente sottile. Intorno a quel rotore c'è lo statore che contiene le bobine di generazione che sono fatte di MOLTI fili più pesanti in grado di trasportare l'AMPS necessario per far funzionare la tua auto.

Al fine di mantenere una tensione massima costante all'uscita dell'alternatore, la quantità di elettromagnetismo generato dalla bobina del rotore è regolata dal regolatore di campo. Dal momento che quella bobina ha un'alta resistenza, non usa molta corrente per eccitarla. Infatti, quando il motore non viene avviato, viene eccitato dalla batteria attraverso la spia di carica.

Il bello è che se non si utilizza alcuna potenza l'alternatore produce un carico molto ridotto sul motore. Quando hai bisogno di energia, è disponibile quasi istantaneamente.

Le parti sono semplici, economiche, affidabili ed efficienti.

A proposito: l' alternatore è un po 'improprio. L'alternatore della tua auto produce corrente continua, non corrente alternata, sia esso con un'ondulazione significativa. Tutto quanto sopra è contenuto nella maggior parte degli alternatori. Generator sarebbe stato un nome migliore.

Quindi perché non puoi fare qualcosa di simile con una dinamo? Vale a dire sostituire i magneti permanenti con elettromagneti. Bene, la verità è che potresti. Tuttavia, devi capire che una dinamo è semplicemente un alternatore con un raddrizzatore meccanico. Una dinamo richiede un anello di commutazione e spazzole per accendere e spegnere le bobine al momento opportuno nel ciclo di tensione.

Ciò aggiunge molte più spese di alcuni diodi, ha problemi di usura e affidabilità ed è MOLTO rumoroso elettricamente. Inoltre durante la commutazione si verificano perdite quando le bobine vengono temporaneamente cortocircuitate dal pennello o vengono lasciate aperte e non ti danno energia.

Quindi, se stavi progettando una tale bestia, penseresti, hmmm .. come posso sbarazzarmi di questo raddrizzatore meccanico ... OOO .. Consente di usare queste nuove cose confuse chiamate diodi ... prima di saperlo .. tu sei torniamo a quello che ora chiamiamo l'alternatore.

Questo è probabilmente il modo in cui la cosa è stata inventata in primo luogo.

Un altro punto è che gli alternatori con un'armatura fissa e un campo sul rotore sono regolati più facilmente ed economicamente. Solo l'alimentazione di campo CC deve essere alimentata al rotore, riducendo così la potenza nominale degli anelli di contatto rispetto a un commutatore di macchina CC. Poiché le batterie al piombo-acido utilizzate nelle auto hanno una resistenza interna molto bassa e una gamma così ristretta di PD funzionante, qualsiasi sistema di ricarica guidato da un motore a combustione interna del veicolo, (con la sua vasta gamma di giri / min), richiede controllo / regolazione. Una "dinamo" DC con uno statore PM richiederebbe il controllo dell'intera uscita della macchina, un alternatore può essere regolato controllando la corrente di campo al rotore con un regolatore elettronico relativamente a bassa potenza, l'uscita dell'armatura dello statore essendo collegata direttamente a un blocco raddrizzatore e batteria senza contatto mobile.

Gli alternatori hanno un rotore che può girare con molta più velocità senza rompersi a causa delle forze centrifughe. Quindi, può generare abbastanza tensione anche alle velocità inferiori del minimo, con il corretto rapporto di trasmissione della cinghia. Questo potrebbe essere il motivo principale per usarli in auto.