Perché gli alternatori non possono fornire piena corrente al minimo?

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Stavo leggendo dei test di carico e degli alternatori full fielding in alcuni libri diversi che ho avuto, e uno dei punti che tutti hanno sottolineato è che per testare l'uscita massima di un alternatore (o vicino ad esso) i giri al minuto devono essere aumentati a circa Da 2000 a 2500 poiché gli alternatori non possono fornire piena corrente a regime minimo.

Questo mi sembra un po 'intuitivo in quanto penso che, in base alla progettazione, un alternatore debba logicamente essere in grado di fornire corrente sufficiente al minimo per alimentare tutti gli accessori e mantenere la batteria carica.

Come esempio pratico, ho preso alcune misure sulla mia 99 Nissan Almera 1.6L (che presumo sia in buone condizioni.) Ho acceso le luci, l'aria condizionata e la radio.

Al minimo (circa 850 giri / min a causa del minimo) ho misurato una corrente CC di 59 ampere sul cavo dell'alternatore B + e 11 ampere che entrano nel cavo positivo della batteria.

Ho quindi aumentato i giri / min a 2500 e misurato di nuovo, ottenendo una corrente continua di 69,2 ampere sull'alternatore e una corrente continua di 14,5 ampere sulla batteria. Secondo quello che ho letto, normalmente sono necessari solo circa 5 ampere per mantenere carica la batteria, ma avevo eseguito alcuni carichi senza il motore acceso per alcuni minuti prima di fare questi test, quindi probabilmente la batteria aveva bisogno di un po 'di più ricarica del solito.

Così chiaramente, anche con il minimo in moto, l'alternatore non è in grado di fornire tutta la corrente di cui il sistema ha effettivamente bisogno, ma allo stesso tempo fornisce corrente sufficiente per far funzionare il sistema senza assorbire la batteria.

Quindi quali sono i motivi alla base che i sistemi di ricarica sono impostati in questo modo?

alternator charging

— Robert S. Barnes
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Un paio di potenziali idee sbagliate ... (1) Il sistema disegna quale corrente assorbirà. Quando vengono raggiunti i limiti dell'alimentazione (alternatore), la tensione calerà. Finché la tensione di sistema raggiunge o supera la tensione a circuito aperto della batteria (qualcosa come 13,2 V se la memoria serve), l'alternatore soddisfa i requisiti di carico, anche se potrebbe non essere rimasto nulla per caricare la batteria. Se la tensione scende al di sotto di quel punto, la corrente fluisce fuori dalla batteria, che in combinazione con l'uscita dell'alternatore, incontra il carico. [continua]

— Anthony X,

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(2) Gli alternatori sono associati a regolatori di tensione per provare a normalizzare l'uscita su un ampio intervallo di velocità. Gli alternatori hanno sia uno statore che un avvolgimento del rotore. Un avvolgimento (l'eccitatore) è alimentato in corrente per formare un campo magnetico; quella corrente è controllata dal regolatore. L'altro avvolgimento fornisce energia al sistema. Se il regolatore rileva che la tensione di uscita è troppo bassa, aumenta la corrente all'eccitatore in modo che, per la stessa velocità, l'alternatore possa fornire più potenza (cosa che fa a scapito di una maggiore richiesta di coppia in ingresso), fino a un certo design limite.

— Anthony X,

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Ho sentito che per le auto che hanno un elevato carico accessorio (ad esempio, macchine della polizia che spesso devono far funzionare luci, radio, computer, ecc. Per lunghi periodi al minimo), useranno una puleggia dell'alternatore più piccola per lasciare l'alternatore funziona a un regime più elevato anche a bassi regimi del motore.

— Johnny,

Un altro fattore è che la batteria si ricarica entro un minuto o due dal consumo di avviamento dell'auto. L'alternatore non deve fornire molta corrente al minimo, ma fino a quando non è collegato tutto il carico di assorbimento di corrente possibile, la batteria tornerà a riempirsi molto rapidamente. Perché aggrapparsi a un alternatore sovradimensionato che è necessario solo occasionalmente?

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Perché equiparare "corrente sufficiente per alimentare tutti gli accessori e mantenere la batteria carica" e "potenza massima"?

— user253751

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Il costo è il motivo principale.

Un alternatore in grado di fornire una corrente di carica completa sarebbe molto più grande e richiederebbe avvolgimenti del rotore e dello statore più grandi. Ciò lo renderebbe più costoso e più pesante.

I produttori stanno utilizzando il fatto che si trascorre solo una piccola quantità di tempo al minimo rispetto alla guida a loro vantaggio. La maggior parte delle auto sono progettate per navigare a circa 2krpm. Questo è dove trascorri la maggior parte del tempo, quindi per rendere l'alternatore più piccolo e leggero è progettato per la potenza nominale a quel numero di giri.

Finalmente quel mitico alternatore che può produrre corrente nominale al minimo farebbe più della corrente nominale a 2krpm. Se l'automobile è progettata per consumare 100A con tutto acceso, la 150A che l'alternatore è in grado di produrre a 2krpm è sprecata.

— vini_i
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Il raffreddamento sarebbe un ulteriore fattore? Un alternatore che emette una certa quantità di corrente al minimo genererebbe, secondo la mia comprensione, tanto calore resistivo elettrico quanto uno che emette quella stessa corrente mentre ruota più velocemente, ma avrebbe meno aria che scorre su di essa per raffreddarla. La mia comprensione è corretta?

— supercat,

@supercat È difficile da dire. A causa delle dimensioni maggiori degli alternatori per adattarsi alla piena corrente, il calore si diffonderebbe su una superficie più ampia. Inoltre, un alternatore più grande consentirebbe una ventola interna più grande che potrebbe spostare più aria a velocità più basse. Potrebbe essere un problema o potrebbe essere un lavaggio.

— vini_i,

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Se un alternatore potesse fornire la sua piena capacità di produzione al minimo, cosa produrrebbe alla linea rossa? L'amperaggio di uscita è proporzionale alla velocità di rotazione dell'alternatore.

Tramite la trasmissione, un alternatore potrebbe essere fatto girare più velocemente al minimo e produrre il suo pieno amperaggio. Tuttavia, ad alti regimi, supererebbe la velocità con cui è progettato per funzionare in modo efficiente.

Pertanto, gli alternatori sono dimensionati in modo appropriato per l'estrazione stimata degli accessori. Non di più, non di meno.

— justinm410
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La domanda non riguarda l'erogazione della piena capacità degli alternatori al minimo, si tratta del motivo per cui gli alternatori non sono progettati per soddisfare tutte le esigenze di amperaggio del sistema al minimo. Non è la stessa cosa

— Robert S. Barnes,

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"non sono progettati per soddisfare le esigenze di piena amperaggio del sistema al minimo" che macchina è questa? Penso che l'intera domanda sia fondamentalmente non valida.

— justinm410,

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La tua premessa è al contrario. L'output massimo e l'output sufficiente non sono la stessa cosa. I tuoi numeri mostrano che gli alternatori forniscono una potenza sufficiente per mantenere la batteria completamente carica al minimo. In caso contrario, le auto non potrebbero rimanere in folle per molto tempo poiché la batteria si scarica. Come indicato nelle altre risposte a questa domanda, più veloce è l'alternatore, maggiore è l'output. Sufficiente al minimo, più che necessario ai regimi più alti.

— tlhIngan
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Man mano che viene caricato più carico elettrico sull'alternatore (ovvero vengono caricati più carichi come luci e caloriferi), l'alternatore diventa più difficile da girare. In questo caso, una moderna auto con controllo ECU aumenterà il regime minimo per ovviare a questo ed evitare di arrestare il motore. Quindi la tua domanda originale "Perché gli alternatori non possono fornire piena corrente al minimo?" è falso. Dipende da ciò che definisci "inattivo".

— TopCat
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L'alternatore non può fornire più corrente elettrica di quella prevista. C'è un regolatore sul retro dell'alternatore e se il motore gira a RPM molto più alti letteralmente non consente alla corrente in eccesso di fluire nella batteria. Generalmente l'alternatore dovrebbe essere in grado di produrre abbastanza corrente per mantenere l'auto in funzione senza scaricare la batteria.

— sconosciuto
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Il regolatore regola la tensione, non la corrente. L'amperaggio generato dipenderà dal carico.

— SteveRacer

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Quindi il regolatore che fornisce la tensione adeguata per il carico sembra implicare che il carico dovrebbe essere in grado di tirare la corrente richiesta per funzionare in modo efficiente. E perché continuo a sentire che la tensione di uscita è direttamente correlata all'alt. rpms, che può, ma poca menzione di eccitare le bobine di campo con un po 'più di tensione, o meno come richiesto? Non è questa la funzione del regolatore e il motivo per cui gli alternatori a magneti permanenti non possono farlo, o almeno non altrettanto semplicemente. Solo un principiante, quindi sii gentile😀.

— Howard
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Un alternatore usa le bobine dello statore per fornire l'uscita, la bobina del rotore controlla il campo per controllare quell'uscita e il regolatore controlla la corrente attraverso la bobina del rotore ...

— Solar Mike

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La maggior parte dei veicoli moderni controlla la bobina di campo degli alternatori e il regime al minimo per ottimizzare l'uscita dell'alternatore.

La maggior parte delle ECU per veicoli economici minimizza il consumo di carburante e quindi l'uscita dell'alternatore al minimo fornendo esattamente ciò che è necessario per mantenere il veicolo in marcia mentre è fermo con una carica minima se presente. Utilizzano anche alternatori <75A max molto piccoli per ridurre dimensioni, peso e costi.

Veicoli pesanti della polizia, degli appaltatori e dei veicoli ricreazionali, con carichi molto elevati a 12V, adottano l'approccio opposto usando alternatori> 150A sovradimensionati e ECU che aumentano il regime minimo fino a un "minimo minimo" per fornire> 70% della potenza nominale al minimo Quando necessario.

Un buon esempio di ciò sono state le auto della polizia britannica Ford Escort fornite con alternatori ad alto rendimento e capacità di controllo al minimo controllata dall'ECU per far funzionare i loro carichi al minimo da 12 V significativamente più alti quando "Tutti accesi".

Quindi può essere fatto con una centralina e un alternatore personalizzati! Ma non è un banale bullone sull'aggiornamento degli hacker!

PS Hacking / Sollevare la bobina di campo al minimo può distruggere la ECU della tua auto e il sistema elettrico!

Sii intelligente, sii sicuro

— T-Rex
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