Coeficientul de utilizare a materialelor (definit ca raportul dintre puterea utila si greutatea) al unui dinam este de 2-3 ori mai mic ca al alternatoarelor. Constructiv, s-a ajuns la cele mai simple si perfectionante dinamuri. Tensiunea de lucru a crescut de la 6v la 12v si 24v, iar curentul maxim pana la 90A, peste care apar dificultati de comutatie. Dublarea nr de rulmenti a permis cresterea turatiei pana la 8000-10000 rot/min, peste care nu se poate trece din cauza fenomenelor de comutatie si a fortelor centrifuge care arunca lamele de colector si conductoarele din crestaturile rotorului. Puterea nominala se obtine de la turatii mari de circa 1 500 -; 2 500rot/min, cu un curent de excitatie care ajunge la 3 -; 4 A. Cresterea curentului de excitatie la valori peste 4 -; 5 A este limitata de regulatoarele de tensiune si de curent de tip electromagnetic (vibrator), cu contacte prin care trece curentul de excitatie. Noile dispozitive cu tranzistoare sint mai avantajoase dar sunt inca scumpe . k4x5xr
Colectorul generatoarelor de curent continuu nu permite o incalzire mai mare de 150 -; 180 C, iar durata lui de functionare fara intretinere este de circa 50 000 -75 000 km parcursi de automobil.
Alternatoarele sunt mai avantajoase. Desicunoscute de mult timp, ele nu au fost generalizate decat la aparitia redresoarelor moderne, a diodelor cu germaniu si siliciu, caracterizate prin putere mare, greutate si volum mic, ceea ce a permis montarea lor pe automobile . La turatie minima, corespunzatoare mersului in gol al motorului, puterea utila atinge ¼ din puterea nominala, ceea ce asigura reincarcarea bateriei de acumulatoare la orice regim de lucru al motorului. Turatia maxima poate fi de circa 3 -; 3 ori mai mare decat cea a motoarelor moderne, nefiind limitata de comutatie sau colector, astfel ca alternatoarele ating turatia de 12 000 -; 15 000 rot/min. Domeniul turatiei in care se obtine puterea nominala este de 2/3 din cea maxima (intre 5 000 si 15 000 rot/min) Durata de functionare fara intretinere este limitata umai de durate rulmentilor, ajungant pana la 150 000 -; 300 000 km parcursi de automobil. Se reduce si capacitatea baterieide acumulatoare, pentru ca posibilitatile de reicarcare imediata si in orice conditii sint inbunatatite foarte mult.
Utilizarea alternatoarelor trifazate (mai mici cu 30 -; 40% decat cele monofazate) necesita un numar de sase elemente redresoare.
Odata cu ieftinirea redresoarelor aceste generatoare se generalizeaza la majoritate tipurilor de automobile . In plus, la alternatoare, protectia contra curentilor de scurt circuit sau de supra sarcina se realizeaza automat prin saturatie alectromagnetica a masinii, fapt pt care nu este necesar regulatorul de curent, astfel incat redresoarele sunt protejate de pericolul suprasarcinilor. Constructia alternatoarelor este simpla, robusta si durabila.
Utilizarea redresoarelor intre alternatorsi baterie de acumulatoare inlatura si necesitatea folosirii conjuctorului-disjuctor. Bateria de acumulatoare nu se poate descarca pe generator prin redresor, i loc de trei relee se utiliziaza numai regulatorul de tensiune. Curentul principal nu trece prin perii colectoare, fiinca infasurarea indusului este montata pe stator. Dispunerea infasurariide excitatie pe rotor usureaza constructia inelelor colectoare care devine mai simplasi mai robusta(nu ca colectorul dinamului), pentru ca curentii de excitatie sint mici, de maximum10% din curentul nominal. Dispunerea periilor radial pe inele colectoare ale infasurarii rotorice de excitatie face ca alternatorul sa mearga in ambele sensuri.

CARACTERISTICELE GENERATOARELOR

Principalele marimi caracteristice ale generatoarelor de automobile se vor prezenta in cintinuare.
Tensiunea nominala este tensiunea dupa care se caracterizeaza echipamentul electric al automobilului, 6v, 12v, si 24v. Deoarece tensiunea de incarcare a unui element de acumulator, in realitate este de 2,3v, corespunzator tensiunilor de functionare ale echipamentului electric sunt mai mari : 6,9v, 13,8v, 27,6v.
Puterea nominala a generatorului este determinata dupa puterea tuturor receptoarelor cu functionare de lunga durata, tinind seama de incarcarea bateriei de acumulatore.
Curentul nominal rezulta din raportul dintre puterea nominala si tensiunea nominala.
Puterea maxima este puterea de lunga durata pe care o poate da generatorul fara ca sa se incalzeasca peste limita admisibila, fiind cu 30-50% mai mare decit cea nominala(limita maximase refera la generatoarele de putere mai mica).
Curentul maxim rezulta din raportul dintre puterea maxima si tensiunea nominala.
Turatia de mers in gol sau de putere nula este turatia la care generatorul incalzit, neconectat la baterie de acumulatore sau de receptoare, da o tensiunede circa1,17 mai mare decat cea nominala. Ea trebuie cunoscuta la incercarea generatorului la mersul in gol. Peste aceasta turatie, generatorul incepe sa debiteze curent, astfel incat ea trebuie sa aiba valoricat mai mici posibile.
Turatia de conectare este turatia la care generatorul se cupleaza cu reteaua si incepe a da curent, fiind cu 100-200 rot/min mai mare decat cea de mers in gol la dinamuri.
Turatia nominala este turatia la care generatorul, in stare incalzita, da putere nominala . Aceaste depinde de constructia generatorului; cu cat dimensiunile sunt mai mari, cu atat racirea este mai buna, dar greutatea si pretul de cost.

Turatia maxima este turati pe care generatorul o poate suporta fara sa se defecteze, fiind limitata de durata de serviciu si rezistenta periilor, a colectorului, a conductoarelor din crestaturile rotorului, care sunt supuse la forte centrifuge foarte mari, de comutatie si de incalzire. Ea depinde de constructie, astfel incat este indicata deuzina fiind cuprisa intre 3 500 si 10 000 rot/min la dinamuri si 15 000 laalternatoare. La mersul in gol al motorului dinamul nu poate da curent de incarcare pentru bateria de acumulatoare .La turatii mici motorul se roteste neuniform si tensiunea dinamului variaza.
Pentru acest motiv , turatia la care dinamul se cupleaza cu bateria de acumulatoare se alege mai mare decat turatia de mers in gol a motorului, evitandu-se astfel conectarile si deconectarile prea dese dintre dinam si acumulator, care conduc la uzura si sudarea contactelor conjunctorului-disjuctor .
Alternatoarele dau curent chiar la mersul in gol al motorului.
Diametrul carcasei se normalizeaza pentru a corespunde montarii lui in asa fel cu flansa.Anumite norme prevad pentru diametrul carcasei dinamurilo fixate in sa 76,2; 90; 100; 112; 125; 150; 178 si 203,2 mm, iar pentru cele fixate cu flansa 78; 93; 103; 115 si 128 mm.
Alternatoarele au diametrul mult mai mari si lungimi mai mici.
Sensul de rotire al generatorului se considera, privindul dinspre partea de actionare ( opuse partii cu colector), sensul spre dreapta, fiind al acelor de ceasornic.
GENERATOARE DE CURENT CONTINUU
(DINAMURILE)

1. CONSTRUCTIA DINAMULUI

Partile principale ale generatorului (fig. 11.1 ) sunt carcasa 1 cu polii 2 si infasurarea de excitatie 3; pe arborele 4 este montat rotorul 5 c infasurarea 6 si colectorul 7, periile 8 cu portperiile lor 9 si arcurile de apasare a periilor, scuturile 10 spre colector si spre partea de antrenare, bornele 11 si colierul de protectie 12. Pe generator sau in interior pot fi montate, in unele cazuri, relee regulatoare; normal acestea sunt montate alaturat.
Carcasa este din teava de otel moale turnata sau proluita si sudata, foarte permeabil pentru fluxul magnetic.
Polii sunt destinati sa sustina infasurarea de excitatie. La generatoarele mici, pana la 250-300 Watt, sunt 2 poli, la cele mijlocii 4, iar peste 800 Watt chiar si 6. Intrucat fluxul inductor este constant, miezul polilor este din otel moale masiv, iar la puteri mai mari este uneori din tole.
Piesele polare au forma alungita pentru a se obtine o crestere gradata a fluxului inductor pe periferia rotorului, fapt care imbunatateste comutatia. Prinderea polilor se face foarte strans in interiorul carcasei pentru ca sa nu se produca un intrefier suplimentar, care sa micsoreze fluxul magnetic si astfel se necesita o putere mai mare de excitatie. Miezurile din tole au sectiune dreptunghiulara, celelalte turnate au forme ovale sau circulare la care se realizeaza o bobina de excitatie mai economica si mai bine izolata. Piesele polare inclinate micsoreaza zgomotele si deformarea campului magnetic.
Latimea piesei polare formeaza arcul polar. Distanta radiala dintre stator si rotor formeaza intrefierul ( semidiferenta diametrelor interior statoric si exterior rotoric )
Infasurarea de excitatie derivatie, care produce campul magnetic inductor, este formata din bobine polare identice, cu un nuamr mare de spire.
Bobinele sunt confectionate din sarma de cupru emaillata, iar in exterior se izoleaza cu banda de bumbac. Legaturile intre bobine se fac i asa fel incat polii alaturati sa rezulte de nume contrar
Sensul de spiralizare al bobinelor fabricate este acelas, iar pentru schimbarea polaritatii se inverseaza bornele de legatura de la o bobina la alta (fig. 11.2 ).
La generatoarele de putere mare, la care valoare intensitatii curentului de excitatie este mai mare de 5-6 Amperi, infasurarea de excitatie se divide in 2, scotandu-se la bornele generatorului 2 legaturi pentru 2 relee-regulatoare de tensiune. Curentul de excitatie care este intrerupt de contactele regulatoarelor are valori mici, evitandu-se scanteile si distrugerea rapida a contactelor releelor.
Unele generatoare au in paralel cu infasurarea de excitatie o rezistenta de stingere, dioda sau un redresor de seleniu. Rezistenta are scopul de a scurtcircuita curentul de autoinductie; acest curent apare in infasurarea de excitatie la deschiderea contactelor releelor regulatoare, astfel incat micsoreaza scanteile care se produc din aceasta cauza la contact valoarea rezistentei de stingere poate fi egala cu jumatate din valoarea rezistentei introdusa in circuitul de excitatie de releele regulatoare. Cnd se prevede un redresor, valoarea rezistentei este mai mica.
Conectarea infasurarii de excitatie la bornele generatorului trebe cunoscuta, intrucat generatorul nu poate functiona cu orice polaritate la masa; si conectarea releelor regulatoare, care lucreaza asupra circuitului de excitatie trebe cunoscuta. Majoritatea generatoareler si acumulatoarelor au borna minus conectata la masa, iar releele regulatoarte corespunzatoare nu pot lucra decat cu aceasta polaritate.
Chiar cu aceeas polaritate la masa generatoarele pot avea infasurarea de excitatie conectata cu borna plus sau cu borna minus la releele regulatoare, lucru care trebuie sa fie cunoscut ori de cate ori se monteaza un alt releu regulator in locul celui original.
Diferitele moduri de conectare a infasurarii de excitatie in paralel cu generatorul de curent sunt aratate in figura 11.3.
Rotorul este fabricat din tole cu grosime de 0,2-0,5 mm, izolate intre ele. Crestaturile sunt semi inchise sau deschise, cu izolatie din panza sau carton electrotehnic in care se pune o infasurare ( in care se induc tensiunile electromotoare ) compuse dintrun numar mare de bobine conductoare de cupru emailat. Infasurarea rotorului este infasurata cu pene de lemn inpregnat sau fibra pentru ca sa nu sara din crestatura.

Pentru inlaturarea deformarii campului magnetic si a zgomotului crestaturile se fac uneori inclinat.
Distanta dintre 2 crestaturi masurate pe perioferia rotorului se numeste pasul crestaturii.
La fel se defineste si pasul dentar.
Colectorul este confectionat din lamele de cupru foarte pur ( electrolitic ), izolate intre ele cu mecanita. Izolatia dintre lamele trebuie sa fie ceva mai mica decat inaltimea lamelelor pentru ca periile din carbune sa alunece numai pe lamelele din cupru chiar si dupa o perioada mai indelungata de functionare.
Pasul lamelelor la colector este distanta, masurata pe periferia exterioara a colectorului, intre axele a 2 lamele alaturate.
Grosime lamelelor de cupru este de 3-5 mm, iar a mecanitei pana la 0,8-1 mm. Partea interioara a lamelelor este in forma de coada de randunica pentru a se prinde si rezista la forte centrifuge. Intre lamele si bucsa sunt puse inele colectoare si conul izolate din mecanita presata sau se fixeaza direct la mase turnate pe baza de rasini bachelitice. Suprafata exterioara trebuie sa fie slefuita si perfect centrata pe axul de rotire, pentru ca periile sa faca contact electric bun si sa alunece usor, fara joc care sa produca scantei la colector sau sa inrautateasca comutatia.
Periile au rolul de a face contactul electric intre infasurarea rotorica si circuitele exterioare ale statorului de excitatie si de sarcina. Periile si colectorul sunt partea cea mai pretentioasa din constructia si intretinerea dinamului. Nu este permis sa se inlocuiasca periile uzate sau defecte decat cu altele originale sau de acelas tip indicat de intreprinderea constructoare, pentru ca tipurile de perii respective au fost studiate, experimentate si adaptate de constructor conditiilor respective de functionare.
Periile trebuie sa reziste la temperaturi de lucru de 100.....150C cat atinge colectorul in functionare. Legatura dintre perie si borna se face cu lita din fire de cupru cu diametrul de 0,05-0,07mm, necesar pentru flexibilitatea ei. Izolarea legaturii de masa generatorului se face cu izolatie din impletitura de bumbac, tub izolant elastic sai impletitura din fibra de sticla neinflamabila.
Portperiile au rolul de a tine si a pastra periile pe colector intro anumita pozitie, astfel incat sa se obtina tensiunea maxima la borne. Portperiile difea constructiv dupa modul in care ghideaza si apasa periile

Portperiile cu brat de parghie au un brat liber care se poate roti in jurul unui bolt, mentinand peria fixata rigid de brat.
Portperiile cu cutie prismatica sunt din cuti din tabla laminata sau indoita sub forma prismatica, astfel incat peria sa intre liber in ea; peria lucreaza fie radial sau perpendicular pe suprafata colectorului, fie cu reactie sau inclinata pe suprafata colectorului.
- Portperiile primatice radiale pot functiona pentru ambele sensuri de rotatie. Arcul exercita o forta radiala in colectorul care se roteste si o forta tangentiala de frecare. Acest lucru face ca peria sa nu adere perfect pe suprafata colectorului, provocand salturi sau intepeniri ale periei in locasul ei.
- Portperiile prismatice cu reactie sunt nclinate unghiul alfa in sensul de rotatie fata de axul periei, astfel incat forta rezultanta lucreaza in jurul axei periei si peria nu mai apasa pe fata laterala din dreapta a cutiei portperiei. Unghiul alfa are valoare de circa 12 grade. In acest mod, peria nu mai apasa lateral pe cutia portperiei si se poate misca liber in ea.
Portperiile cu reactie se utilizeaza la turatii si puteri mari inlaturand tendinta de vibratie, de intepenire a periilor si cresterea rezistentei de contact, ceea ce ar conduce la supraincalzirea periilor si colectorului, precum si la dezlipirea conductoarelor din stegulete.

La portperiile cu reactie, sensul de rotire al generatorului este impus.
Arcul de apasare al periilor este elicoidal sau spiral, fara sau cu posibilitatea de reglare a fortei de apasare.
Scutul portperiilor la colector are ferestre de aerisire spre esxterior protejate cu un colier de tabla de otel sau chiar cu un capac, ca sa permita accesul pentru intretinerea la perii si colector
Portperiile sunt fixe sau reglabile, fiind dispuse pe partea interioara a scutului. In partea opusa, se fixeaza scutul spre acctionare.
Lagarele au rulmenti, uneori lagarul spre colector fiind cu frecare, din bronz cu autoungere; in acest caz se prevad capacele de protectie si garnituri care impiedica trecerea uleiului spre interior. Capacele sunt stranse cu 2 sau mai multe buloane ( tirant ) din otel.
Arborele rotorului este confectionat din otel special. Pentru fixarea pachetului de tole, mijlocul arborelui poate fi mandrinat foarte putin conic, pentru presarea pachetului de tole si prevazut uneori cu inele la capete, pentru fixare. Arborii mai noi nu sunt mandrinati ci au 4 crestaturi in lungul lor cu cate un numar iesit inafara.
Infasurarea rotorica trebuie sa produca o tensiune capabila sa faca fata alimentarii echipamentului electric si incarcarii bateriei de acumulatoare. La generatoarele cu 2 poli se folosesc infasurari serie buclate.
Schema conectarii in serie a sectiilor la lamele si a bobinelor intre cele 2 perii fixe nu poate avea loc decat pe minimum 2 cai de curent, in paralel ( intr-o infasurare care se roteste ). Periile ar trebui dispuse la lamelele conectate la sectiile in care tensiunea indusa este nula adica sa fie pe axa neutra ( perpendiculara pe axa polilor ); practic periile se fixeaza chiar pe directia axei polilor, pentru a rezulta legaturi simetrice si economice de la sectii la lamelele colectorului. Aceasta pozitie este marcata la generator si trebuie sa se tian seama de ea la montare; in caz contrar se produce o scadere a tensiunii la borne si scantei la colector ( comutatie rea ).
Pozitia fiecare secti sau bobine a periilor si conexiunile se urmaresc pe schemele desfasurate. Generatorul cu 4 poli necesita 4 perii, iar decalarea periilor este la 90 grade. La infasurarile buclate sunt necesare 2 perechi de perii; la infasurarile ondulate se poate fixa numai o pereche de perii mai late care trebuie sa calce pe cel putin 2 lamele de colector, culegand tensiune electromotoare indusa din 2 perechi de cai de curent in paralel, corespunzatoare celor 2 perechi de poli.
Comutatia limiteaza deci raportul dintre turatia maxima si cea minima pe care un dinam o poate suporta cand produce o anumita putere in valori cuprinse de regula de la 1 : 4 pana la 1 : 6.
RACIRE, MONTAREA SI ANTRENAREA GENERATOARELOR

Caldura produsa de pierderile din generator trebuie sa fie evacuata.
Racirea generatoarelor se face prin diferite cai: neventilat,ventilat si ventilat prin circuit fortat la colector. Generatoarele neventilate sunt complet inchise; ele se racesc i curentul de aer din timpul deplasarii automobilului si eu de obicei un volum mai mare. In general generatoarele sunt ventilate de catre un ventilator antrenat de cureaua de antrenare care trece curentul de aer prin interiorul generatorului prin gaurile colierului de protectie a periilor sau prin gauri facute prin corpul colectorului si prin interiorul generatorului, iesind prin gauri facute in lagarul de antrenare. La altele ventilatorul este montat in interior aerul trece in sens contrar spre parte colectorului si este absorbit prin gaurile lagarului dinspre antrenare, tipul acesta de ventilator fiind montat la generatoare care au diametrul carcasei mai mare decat 150 mm.
Generatoarele foarte mari sunt ventilate ( ventilatorul montat tot in interior ) cu aer absorbit fortat printro conducta speciala.
Montarea generatoarelor influenteaza caracteristicile de functionare pentru ca de ea depind racirea, antrenarea, accesibilitatea intretinerea si verificarea, protectia contra influentelor exterioare daunatoare si alegerea raportului de transmitere de la motor. Inainte de a fi montat generatorul trebuie magnetizat in sensul normal de care depinde polaritatea masei automobilului respectiv. Pentru magnetizare, generatorul se conecteaza la bornele bateriei de acumulatoare de la grupul de releu regulator si se conecteaza direct, scurt timp, la borna ne legata la masa a generatorului, scurcircuitata prin relee cu borna libera a excitatiei avandu-se grija ca atat bateria de acumulatoare cat si generatorul sa fie conectate la masa cu polaritatea corecta. Nu este permis sa se scurtcircuiteze cu un cablu borna de legatura a bateriei de acumulatoare de la releele regulatoare cu cea a generatorului, pentru ca se pot produce defectiuni atat la generator cat si la relee. Daca magnetizarea si polarizarea corecta a generatorului nu se fac inainte de functionare se pot defecta releele.
Sensul de rotatie corect este in mod normal marcat co o sageata pe scutul de acctionare sau prin litere ( dupa anumite norme ). Generatoarele pot fi,insa antrenate de cele mai multe ori in ambele sensuri. O antrenare in sens de rotire gresit pierde magnetismul si generatorul nu mai produce tensiune. Pentru ca sa se mentina aceeas polaritate la masa cand se schimba sensul de rotire a generatorului este necesar sa se schimbe sensul de conectare a infasurarii de excitatie, dupa care generatorul se remagnetizeaza corect.
Fixarea generatorului se face in diferite moduri: cu banda intr-o sa prinsa sau turnata la blocul mototr, cu brat pem suport oscilant si cu flansa. Montarea generatorului pe suport oscilant este cea mai fregventa si indicata pentru ca permite intinderea curelei de antrenare, care acctioneaza si alte organe.
Reglarea intinderii curelei se face prin deblocarea bratului de fixare, apasarea generatorului in directia corespunzatoare intinderii curelei si fixarea bratului din nou.
La montare, generatorul trebuie protejat de murdarie, combustibil, ulei,apa etc, care patrund la colector si conduc la slabirea excitatiei. Vaporii de benzina se pot aprinde de la scanteile colectorului, daca patrund in interior. Se evita montarea sub carburator a pompei de combustibil, robinetelor de alimentare etc, sau se prevede o aparatoare metalica. Pentru ca sa fie usor de intretinut generatorul se monteaza intr-un loc accesibil in curentii de aer produsi in mers sau in ventilator cu spatiul din jurul lui liber. Orientarea paletelor ventilatorului trebuie sa corespunda sensului de ventilare.
Antrenarea generatorului cu curent trapezoidala are avantajul ca este linistita, elastica, fara zgomot si poate antrena si alte organe ale masinii. Cureaua trebuie intinsa insa in timp. La generatoarele mari se folosesc mai multe curele. Legaturile generatorului trebuie ferite de murdarie loviri sau incalzire de la motor.

GENERATOARE DE CURENT ALTERNAIV
(ALTERNATOARELE)

La noile constructii de automobile, ca urmarea cresterii puteri receptoarelor si consumatorilor introdusi, a pornirilor si opririrol dese in circulaia intensa din orase, a rezultat po de o parte necesitatea incarcarii bateriilor la turatii de mers in gol ale motoarelor, iar pe de alta parte necesita cresterii limitei turatiei maxime a generatoarelor (ca urmare a cresterii raportului de transmisie de la motor la generator), cerinte carora dinamurile nu le mai pot face fata. Din aceste cauze, ele au inceput sa fie inlocuite in scara tot mai larga cu altenatoare. Alternatoarele pentru automobile sunt generatoare sincrone prevazute cu redresoare statice, care folosesc de obicei diode de siliciu, si ca urmare nu mai necesita colectoare cu lamele ca in cazul dinamurilor. Ele au rolul de a alimenta cu curent electric consumatorii (receptoarele) si de a incarca bateria de acumulatoare

CONSTRUCTIA ALTERNATOARELOR

In general, alternatoarele pt automobile se construiesc cu indusul in stator si inductorul in rotor.
INDUSUL
Este construit din tole si care are o infasurare trifazata asemanatoare masinilor sincrone sau asincrone obisnuite. Cele trei faze sunt conectate fie in stea, astfel ca tensiunea la borne este mai mare decat tensiunea fiecarei faze, fie in trunghi cand se obtine o tensiune la borne egala, dar intensitatea curentului mai mare. Tensiunile fiind starnadizate, trecre trebuie sa se faca de la 14Vla 7V ceea ce, insa, maodifica turatiile de mers in gol si cea nominala, cea maxima putand ramane aceeasi . Astfel, un alternator modern, montatin ste, debiteaza 35A la tensiune de 14V, cu turatia de mers in gol de 1 000 rot/min si montat in triunghi debiteaza 50Ala tensiune de 7V, cu turatia de mers in gol de 900 rot/min
INDUCTORUL

Inductorul poate fi cu excitatie electromagnetica sau cu magnet permanent.

La constructiile cu magneti permanenti (executati di aliaje dure si cansante), datorita absentei infasurarii de excitatie si a inelelor colectoare apar dificultati regate de reglarea tensiunii.

Alternatoare cu excitatie electromagnetica se inpart in alternatoare cu inele colectoaresi fara inele colectoare.

Solutia alternatoarelor cu excitatie electro magnetica fara inele colectoare, cu doua intrefieruri, cu infsurarile inductorului plasate in stator, alaturi de cele ale indusului este neeconomica ; in plus, fluxul magnetic in intrefier nu mai variaza de la maximul negativ la maximul pozitiv, ci numai intre zero si maxim, ceea ce constituie un srios dezavantaj.
Alternatoare cu inele colectoare. De bicei se utilizeaza inele colectoare radiale, dar in anumite cazuri ca de exemplu la alternatoarele tip. 1130 care echipeaza motoarele D-115, pt protejarea colectorului inpotriva patrunderi prafului se utilizeazainele de tipul frontal.
In general, sunt doua inele colectoare si mai rar trei-aceasta, in situatia cand excitatia este functionata, curentul de magnetizare este de intensitate mica si ca urmare uzura si arderea periilor este mica.
In prezent, constructia cea mai raspandita este cea a alternatorului cu excitatie electromagnetica cu doua inele colectoare, avand polii inductorului sub forma de gheare. La acest tip, infasurarea de excitatie se compune dintr-o singura bobina asezata concentric pe miezul rotorului, ceea ce permite o constructie simpla si economica. Datorita polilor in forma de gheare si a suprafetelortrapezoidaleale talpilor acestora, se obtine o forma convenabila a curbelor tensiunikor electromotoare induse de alternator, foarte apropiata de forma sinsoidala.
Astfel de alternatoare sin construite de firmele Bosch -; Germania Duciellier, Paris -; Rhone, Femsa -; Franta ; Electroprecizie si Sfantul Gheorghe -; Romania; Lucas -; Anglia; Motorola -; S.U.A.

REDRESORUL
Numarul elementelor redresoare utilizate poate sa varieze de la doua (alternatoare monofazate) pina la sase (trifazate) (in unele cazuri -; plus trei suplimentare sau auxiliare), in functie de numarul de faze si de numarul de alternante redresate.

In prezent, cele mai raspandite constructii pt puteri mai mari de 500 w, sint cele trifazate cu redresor in punte avand sase diode. La acestea tensiunea maxima de varf la borne este practic egala cu valoare medie a tensiuni redresate, fregventa pulsatiilor este mare, respectiv de 6 ori fregventa de baza, iar varfurile de curent la incarcarea bateriei sunt mici

Pentru puteri sub 500W, unele firme ca de exemplu Ducellier -; Franta, au inceput sa echipeze autoturismele cu alternatoare monofazate cu doua diode.
Perfectionarea constructiei alternatoarelor este strans legata de evolutia fabricatiei elementelor redresoare cu placi de seleniu (voluminoase), iar in prezent se utilizeaza aproape in exclusivitate redresoare cu siliciu. In viitor se intrevede trecerea la redresoare cu circuite intregrate, cu gabarit si cost mai mic.
DIFERITE SCHEME DE CONECTARE A EXICITATIEI
ALTERNATOARELOR

Schemele de conectare a infasurari excitatiei a alternatoarelor trebuie sa asigure itreruperea alimentari excitatiei in timpul opririi motorului si sa permita alimentarea de la baterie a excitatiei in timpul mersului, direct sau prin intermediul unei rezistente de amorsare, bec, diode redresoare, releu etc.

In figura 17.3 a este prezentata schema de separare a excitatiei alternatorului de baterie prin intermediul comutatorului cheii de contact K. Acest sistem simplu si economic se aolica la autoturismele R -; 12, DACIA -; 1300, 1310, 1410 etc. El prezinta insa dezavantajul ca in cazul in care se uita contactul, in timp ce motorul este oprit, bateria se descarca prin regulatorul de tensiune Rtcu un curent egal cu curentul total de excitatie.

In figura 17.3 b este prezentata schema de conectare cu releu conjuctor -; disjuctor pentru excitatia, Rcaplicata de firma Delco-Remy -; S.U.A. Releul conjuctor -; disjuctor actioneaza numai asupra excitatie si este alimentat de la una dintre infasurarilre indusului. Cit timp este conectat comutatorul cheii de contact, alimentarea infasurari de excitatie de la baterie se face prin intermediul rezistentei de amorsare sau al becului de control LC.

In figura 17.3 c este prezentata schemaalimentari infasurari de excitatie prin trei diode auxiliare sau de autoexcitatie D 7, 8, 9conectate la infasurarile de curent alternativ. Aceasta schema este aplicatade firmele BOSCH -; Germania, PAL-Magneton -; Cehoslovaciaa axemplu, autoturismele SKODA-105 S, 105L, 120 L, 120 LS i Aalimentarea excitatiei la pornire se face prinbecul de control Lc sau prin rezistenta de armosare. Avantajul schemeiconsta in alimentarea releului conjunctor-disjuctor pentru excitatia si a deficientelor legate de orezenta contactelor acestuia.
In figura 17.3, d este prezentata schema de separare a excitatiei printr-o dioda de separare D conectata intre alternator si baterie, avand in paralel o rezistenta de armosare. Dioda de separare este de putere mare, trebuind sa suporte intregul curent al alternatorului. Aceasta schema este aplicata printre alte firme , si de firma MOTOROLA -; S.U.A. Schema prezinta avantajul ca protejeaza indusul in cazul defectari diodelor din punte.

Oalta solutie intermediara, preprezentatain figura 17.3, este aplicata de firmele FIAT -; Italia, VAZ -;C.S.I. si MAN -; Germania. In aceasta schema infasurarea de comanda (excitatie) a releului de indicare a incarcari bateriei RB, este alimentata de la borna neutra (centrul stelei) a alternatorului si intrerupe circuitul de alimentare al becului de semnalizare Lcindata ce tensiunea alternatorului depaseste o anumita valoare. Aceasta schema se utilizeaza la alternatoarele autoturismelor FIAT, LADA, autocamioanele ROMAN DAC, si la alternatoarele romanesti pentru tractoare.
TIPURI DE ALTERNATOARE
ALTERNATOR TIP G 221

In continuare, se prezinta constructia alternatoarelor cu excitatie electromagnetica cu perii radiale, cu poli in forma de gheare si cu redresor trifazat in punte, intrucat aceasta este constructia cea mai reprezantativa si raspandita in prezent la aceste produse.
Alternatorul tip G-221 este un generator sincron de curent trifazat, cu excitatie electromagnetica, care echipeaza autoturismele FIAT si LADA. Pentru transformarea curentului alternativ in curent continuu, alternatorul este prevazut cu o punte redresoare trifazata formata din sase diode redresoare.
Parametri functionali

Alternatorul tip G-221 caracterizeaza prin urmatorii parametri functionali : puterea maxima 580W, tensiunea nominala 14 V, turatia initiala de debitare 1 000 plus minus 10 rot/min, valoarea curentului maxim debitat (la turatie de 5 000rot/min si tensiune constanta de 14V) 42 A turatia maxima in regim continuu 13 000 rot/min, turatia maxima in regim de scurta durata 15 000 rot/min.
Subansambluri

Alternatorul tip g-221 este format din urmatoarele subansambluri: rotorul, statorul si scuturileturnate din aliaje de aluminiu.

Rotorul. Elementul de baza este arborele pe a carui suprafata stariata se preseaza bucsa de otel si polii si polii magnetici sub forma de gheare executati din otel forjat cu continut redus de carbon, cu o buna permeabilitate magnetica . pe bucsa care are rolul de miez al electromagnetului, asezata intre piesele polare, intro carcasa din material plastic se monteaza infasurarea de excitatie , sub forma unei bobine cilindrice avand 485 de spire. Polii magnetici, inoreuna cu infasurarea rotorica, formeaza electromagnetul inductor sau de excitatie.
Capetele infasurari trec prin orificiile practice in polii magnetici si se cositoresc la cele doua onele colectoare fixate oe butuc prin intermediul bucsei izolatoare.
Rotorul se sprijina pe doi rulmenti de tip inchis (capsulati), completarea cu lubruifiant in timpul exploatarii nu fiind necesara. Camasa interioara a rurmentului din fata este montat liber pe arbore. Ea este presata intre inelul distantier si butucul fuliei, prin intermediul piulitei de fixare a fuliei, prin intermediului piulitei de fixare a fuliei.
Camasa exterioara a rulmentului este presata in locasul scutului si este fixata prin intermediul a doua saibe care la randul lor se fixeaza prin patru suruburi. Camasa interioara a rurmentului din spate este presata pe arborele rotorului, iar camasa exterioara se sprijina pe un inel de cauciuc.
Pe arborele rotorului, prin intermediul unei pene semi rotunde, se monteaza fulia cu ventilatorul executat din tabla de otel prin sudura electrica.
Ventilatorul serveste pentru racirea didelor redresoare si adetaliilor interoare ale alternatorului.
Statorul este format dintrun pachet de tole din tabla de otel electrotehnic de 1 mm grosime inbinata prin sudura elrctrica. Pe suprafata interioara, sunt practicate 36 de crestaturi de tip semiinchis, izolate cu lac sau carton electrotehnic. In canale se introduce infasurare trifazata cae este asigurata inpotriva iesirii prin intermediul unor tije de lemn sau material plastic. Ficare infasurare de faza este formata din sase bobine, fiecare bobina avana un numar de sase spire. Dupa bobinare, statorul se inpregneaza pentru consolidarea si protectia infasurarilor. Cele trei infasurari de faza se leaga intre ele in stea; cuntrul stelei se leaga la borna nemarcata, iar cele trei inceputuri de faza -; la grupul de diode redresoare.
Pe scutul di spate este fixata printrun surub, portperia cu periile care se sprijina pe cele doua inele colectoare prin intermediul a doua arcuri. Peria exteroara, prin intermediul lamelei se leaga la masa alternatorului, iar peria interoara -; la borna de excitatie. Periile sunt executate din bronz grafitat marca EG. Dimensiunike nominale ale periilor sunt : 5x8x18 mm. Lumngimea minima a periilor este de 8 mm.
Grupul de diode redresoare este fixat tot pe scutul din spate. El este format din sase diode redresoare tip VA-20 legate in punte triazata, formand astfel un redresor in stae cu sase faze, care permite curentului sa treaca numai intrun singur sens.
In fiecare moment se afla in conductie cate doua diode. Ficare dioda conduce cate o treime de perioada, iar comutarea lor se produce succesiv, astel incat tensiunea de iesire se apropie foarte mult de o tensiune constanta (continua)
Trei diode cu corpul de polaritate negativa (marcate cu negru), sunt presate direct in scut care are rol de portdioda, facand astfel legatura electrica directa cu masa alternatorului. Celalalte trei diode au corpul de polaritate pozitiva (marcate cu rosu), sint presate in portdioda confectionata din aliaj de aluminiu si au legatura (electrice) directa cu borna magistrala pozitiva.
Pentru a nu mari dispersiile magnetice ale alternatorului, care este un generator cu flux magnetic axial, la executia scuturilor se utlizeaza aliaje de aluminiu.
Suportul priilor se executa din masa plastica izolanta, cu caracteristici mecanice bune. Arcurile oriilor trebuie sa asigure o apasare de 440 gf iar periile cu lungime mai mica de 8 mm se inlocuiesc.
Functionarea

La rotirea cheii de contact in pozitie (aprindere), infasurarea de excitatie este parcursa de curent care va produce in jurul polilor magnetici ai rotorului fluxul magnetic de exitatie. In timpul rotiri rotorului, in dreptul fecarui conductor din crestaturile statorului va trece succesiv cind polul de nord, cand polul de sud al rotorului (prevazut cu sase perechi de oolii), schibandu-se astfel, ca marime si sens fluxul magnetic inductor (de 12 ori la o rotatie). Acest flux magnetic alternativ va induce in cele trei infasurari ale statorului o tensiune electromotoare alternativa trifazata. Trecuta apoi prin puntea cu sase diode, ea este redresata practic la valoare medie a tensiunilor de varf (maxime).
ALTERNATORUL TIP 1111

Alternatorul tip 1111este un generator sincron de curent trifazat, cu excitatie electromagnetica, care echpeaza autoturismele ARO si DACIA -; 1300, 1310, 1410 si este realizat dupa licenta firmei Ducellier.
Principal are o competenta asemanatoare cu a generatorului tip G-221, deosebiduse prin dimensiunile costrucive si parametri functionali.
Parametrii functionali

Alternatorul tip 1111 se caracterizeaza prin urmatorii parametri fuctionali : puterea maxima 500W, tensiunea nominala 14V, turatia initiala de debitare 950 rot/min , valoare curentuluimaxim debitat in regim stabilizat 36 A, turatia maxima in regim continuu10 000rot/min, limitele temperaturiiambiante -40 grade la +80 grade.
Subansambluri

Statorul este confectionat dintr-un pacht de tole de otel electrotehnic de forma inelara, izolate cu lac si inbinate prin sudura. In interior sunt practicate 36 de crestaturi, in care se introduce infasurarea trifazata. Ficare faza este formata din 12 bobine a cate 12 spire fiecare. Inceputurile de faza se racordeaza la grupul de redresare 6, 7 si 8, iar sfarsiturile se leaga impreuna si se izoleaza, formand centrul stelei (punct neutru), care ramane nefolosit.

Rotorul creaza campul electromagnetic inductor prin intermediul celor sase perechi de poli in forma de ghearasi al infasurari de excitatie, acesta este fixata pe o bucsa de otel si este alimentata prin cele doua inele colectoare radiale, confectionate di cupru, izolate intre ele si fata de arborele rotorului cu ajutorul unui material plastic. Arborele rotorului se sprijina in scuturi prin intermediul adoi rulmenti cu bile. La capatul anterior al arborelui se fixeaza, prin presare, ventilatorul si fulia de antrenare fiind asigurate cu o pana semirotunda si o piulita cu saiba.

Periile, confectionate din grafit, sunt fixate intr-un suport din material plastic. Prin inermediul lor se alimenteaza infasurarea de excitatie a rotorului. Una dintre perii este legata la masa, iar cealalta periese acordeaza la borna de excitatie DF. Apasarea periilor pe cele doua inele colectoare se realizeaza cu ajutorul a doua arcuri elicoidale, prevazute in interiorul cu un conductor multifilar.
Scuturile confectionate pri aliaj de aluminiu, servesc pt sprijinirea arborelui rotorului. In scutul posterior se monteaza suportul periilo si grupul de sase diode redresoare, 6, 7 si 8. in corpul acestuisin practicate orificii pentru aerisire, pt acces la perii, la trecerea superioara, este prevazut cu doi umeri cu orificii pentru fixarea alternatorului de motor.
Grupul de redresare a curentului alternativeste format din sase diode semiconductoare , cu siliciu, legate in punte :trei diode au corpulde polariate pozitiva si trei diode au corpulde polaritate negativa. Ele sunt presate in radiatoare.
Facanduse comparatie intre cele doua tipuri de alternatoare, se obseva ca altrnatoraul de tip 1111 nu are scoaswa borna aferenta centrului stelei, care serveste -; prin intemediul unui releu - la comanda conectarii becului de indicare a incarcarii bateriei ; in schimb, alternatorul G -; 221 nu are borna distincta de masa, functia acesta fiind preluata de insusi corpul alternatorului.

PRESCRIPTII TEHNICE PENTRU EXPLOATAREA SI INTRETINEREA ALTERNATOARELOR

Sese stie ca atat pe autmobil, cat si pe standul de probe, alternatorul si bateria de acumulatoare in anumite situatii (scurtcircuite legaturi gresite etc) pot sa debiteze curenti mult mai mari decat valoarea curentului nominal al diodelor redresoare, care nu suporta suprasarcini. Acest lucru conduce evident la deteriorarea diodelor redresare.
In scopul evitarii acestor neajunsuri este necesar ca atat in timpul expluatari, cat si al verificarilor pe automobil sau la stand, sase respecte urmatoarele reguli, pe care le indica uzina constructoare:
-La borna magistrala a alternatorului nu se permite racordarea decit a bornei +a bateriei de acumulatoare. Aceasta regula trebuie respectata si in cazul porniriimotorului cu curent (inprumutat) de la alta baterie;
-Nu se permite inversarea lagaturilor celor 2 cabluri la bornele bateriei de acumulatoare. In caz contrar, prin diode va trece un curent prea mare care le va distruge
-Daca este necesar a se incarca bateria montata pe autoturism de la o sursa exterioara, sau este necesar de a se efectoa lucrari de sudura electrica, se vor decupla legaturile alternatorului de restul instalatiei electrice.
-Daca bateria de acumulatoare nu este legata in circuitul electric al automobilului, respectiv nu este racordata cu borna alternatorului, nu se permite punerea in functiune a alternatorului.
-Pentru controlul functionarii alternatorului, este indicat sa se foloseasca voltmetrul, ampermetrul si ohmetrul ( alimentat cu baterii pt lanterna ); nu se va utiliza megohmmetrul, deoarece tensiune lui este mult mai mare decat temsiunea nominala a diodei.
-Nu este permisa scurtcircuitarea bornei magistrale a alternatorului la masa sau scurtcircuitarea bornei 30 cu borna 67 ( intrarea in infasurarea de excitatie ).
-Se verifica periodic tensiune curelei alternatorului ; cureaua intinsa excesiv conduce la uzura prematura a rulmentilor, curelei si fuliei; cureaua slaba produce patinarea, frecarea intre curea si fulie, deci uzura acestora, iar alternatorul nu debiteaza la parametrii prescrisi. Fulia care prezinta uzura excesiva la conul de antrenare se inlocuieste. Intinderea curelei este normala cand ,apasimd pe mijlocul ei cu o forta de 3-4 daN,rezulta o sageata de valoare indicata in tabelul 17.6
-Verificarea rezistentei de izolatie a infasurarii statorice a alternatorului sub tensiune de 500 V nu se face decat la standul de incercari si nu mai dupa desfacerea celor 3 capete ale conductoarelor de faza de la bornele grupului de diode redresoare; in caz contrar diodele vor fi distruse.
-Se interzice cu desavarsire scurtcircuitarea bornelor 15 si 67 ale regulatorului de tensiune ( tip PP-380 ), in scopul controlari si functionarii regulatorului de tensiune sa a alternatorului. Un scurt circuit care sar produce in acest caz ar provoca arderea sigurantei ( NR. 10 sau L -; ultima din dreapta casetei de sigurante de 8A ), putand totodata si deteliora contactele regulatorului de tensiune
-Spre deosebire de alte alternatoare, alternatorul tip G-221 nu are borna separata negativa sau de masa, rolul acestei borne fiind preluat de insusi corpul metalic al alternatorului. Inchiderea circuitului de masa se face pe urmatorul traseu: alternator-blocul motor-cablu flexibil multifilar din cupru cu sectiunea de 16 mm patrati fixat intre carcasa ambreajului prin surub si sudat de caroserie-borna minus a bateriei. De aceea periodic trebuie verificata strangere surubului acestui cablu, care slabinduse datorita trepidatilor motorului, produce perturbatii in functionarea surselor de curent ( alternator-baterie).
-Conductorul de culoare gri care vine de la regulatorul de tensiune si care se conecteaza la borna 67 a alternatorului, nu trebuie inversat ( confundat cu conductorul ) de culoare galbena care vine de la releul de indicare al incarcarii bateriei ( borna 85 care se conecteaza la borna centrului stelei a alternatorului ). In cazul cand aceste 2 conductoare se inverseaza la conectarea lor la alternator siguranta nr 10 de 8A prin care se face alimentarea regulatorului de tensiune se va arde. De asemenea exista pericolul arderii contactelor regulatorului respectiv inlocuirii regulatorului
-Daca este necesar a se inlocuii conductoarele alternatorului trebe avut in vedere ca noile conductoare sa aiba aceleas caracteristici
Nerespectarea prescriptilor mentionate mai sus conduce inevitabil distrugerea diodelor redresoare. Aceste prescriptii sunt valabile pentru toate tipurile de alternatoare.



Elemente de comparare Dinam Alternator
1 2 3
Puterea specifica, exprimata prin raportul intre putera maxima si masa generatorului 20 -; 60 W/ kg 100 -; 150 W/kg
Turatia maxima 3 500-7 000rot\min 12 000-15 000rot\min
Debitul de tensiune la turatiile de mers in golal motorului Nu debiteaza tensiune Debiteaza 12-14V
Debitul de curent la viteza de 30km\h automobilui Incepe sa debiteze curent Debit mediu
Intensitatea curentului in infasurarea rotorului 18-30 A 2,3-2,5 A
Periile si suprafetele de contact ale acestora Perii mari,ce freaca pe 28 lamele ale colectorului(exemplu :dinamul tip G-450),care produc scanteie Perii mici ce luneca pe suprafetelenetede ale celor doua inele,fara sa produca scanteie,iar uzura si arderea periilor este mai mica
Apasarea periilor 1,6-1,85 daN (exemplu:dinamul tip G -; 22) 0,20 -; 0,35 daN
Constructia rotorului Extrem de complicata formata dintr-un pachet de tole, prevazut cu 24 pana la 31 sectii cu infasurari tip bucla si respectiv ondulata Relativ simpla, compus dintr-o singura bobina asezata concentric, pe miezul rotorului prevazut in general cu 6 perechi de polii in forma de gheare
Tipul lagarelor Lagare de bronz ce necesita ungere fregventa Lagare cu bile capsulate, care nu au nevoie de ungere
Regulator de tensiune Cu contacte vibratoare, cu doua trepte de reglaj Electronic sau cu contacte vibratoare, cu trei trepte
Limitator de intensitate Cu contacte vibratoare Nu este necesar. Prin constructia, alternatorul dispune de propietatea de autoreglare
Conjuctor -; disjuctor Cu contacte Nu este necesar; functia este preluata de diodele redresoare
Capacitatea bateriei de acumulatoare Relativ mare Mai mica, deoarece se incearca si la turatiile de mers in gol, fapt care cotribuie la cresterea duratei de serviciu a bateriei
Masa totala 8 -; 15 kg 3,5 -; 5 kg
Antiparazitare Obligatorie Nu este necesar

Dezavantajele alternatoarelor consta in numarul relativ mare de diode redresoare (6-9 bucati), care sunt costisoare inca, si in faptul ca pot fi usor scoase din fuctiune in cazul strapungerii prin suprasolicitoare, in situatia conectarii gresite sau a nerespectarii anumitor prescriptii.
Rolul, compunerea si functionarea generatoarelor

Generatoarele au rolul de a alimenta cu energie electrica in timpul mersului toate receptoarele si de a asigura incarcarea bateriei de acumulatoare. Din ce in ce mai rar se utilizeaza generatoare de curent continuu cu excitatie in derivatie (dinamuri) ; in ultimul timp, insa mai economica este utilizarea generatoarelor de curent alternativ (alternatoarele) cu redresoare.
Generatoarele de automobil care compun echipamentul de alimentare cu energie electrica functioneaza in paralel cu o baterie de acumulatoare si cu regulatorul de tensiune, care asigura alimentarea cu tensiune constanta a receptoarelor (consumatorilor) si incarcarea rationala a baterieide acumulatoare. Regulatorul de curent limiteaza curentul maxim al dinamului si conjuctorului-dinjuctor,conecteaza si deconecteaza generatorul in paralel cu bateria de acumulatoare. Olampa de control indica functionarea generatorului si uneori un ampermetru indica descarcarea si incarcarea acumulatorului; mai exista un redresor ( daca generatorul este de curent alternativ)si conductoarele de legatura.
In timpul functionarii motorului, generatorul este cuplat in paralel cu bateria de acumulatoare, care va incarca numai daca generatorul are o tensiune mai mare. Cu cat diferenta dintre cele doua tensiuni este mai mica, cu atat curentul de incarcare a bateriei de acumulatoare este mai mic. L aceeasi diferenta de tensiune, curentul de incarcare a bateriei de acumulatoare scade cu cat se mareste rezistenta circuitului de incarcare a bateriei de acumulatoare, care are loc cand legaturile sant necorespunztoare, contactele oxidate sau murdare, baterie suflata etc.
Aantrenarea generatorului de curent trebuie facuta cu o astfel de turatie, incat, la mersul in priza directa cu cea mai mica viteza de parcurs posibila, sa se obtina puterea si incarcarea normala a bateriei de acumulatoare. La turatie maxima a motorului, generatorul trebuie sa nu intreaca turatia sa maxima, limitata de constructie.
La turatiile mici sau la mersul in gol al motorului, generatoarele de curent continuu nu dau o putere suficienta care sa asigure reincarcarea bateriei de acumulatoare. Generatoarele de curent alternativ pot asigura incarcarea bateriilor de acumulatore la turatii micii, chiar la mersul in gol al motorului, astfel sa se generalizeze utilizarea lor.
Actualmente, puterea generatorului pt autoturisme este de 300-500w, iar pt autobuze de 1100-1500w sau chiar mai mult. Puterea lor corespunde puterii receptoarelor(inclusiv incarcarea acumulatorului)