ALTERNÁTOR

Alternátor u spalovacího motoru slouží jako hlavní zdroj elektrické energie pro celé vozidlo v momentě, kdy je motor v chodu. Jeho základní funkcí je přeměna mechanické energie z rotujícího klikového hřídele na elektrickou energii. Z technického a elektrotechnického hlediska jde o třífázový synchronní generátor střídavého proudu s vestavěným usměrňovačem. Alternátor je pevně spojen s blokem motoru a jeho hřídel je poháněna klínovým řemenem od klikové hřídele. Převodový poměr je obvykle nastaven tak, aby se alternátor točil zhruba 2× až 3× rychleji než samotný motor, což zajišťuje dostatečný výkon i při volnoběžných otáčkách.

Části alternátoru

• Rotor: Rotor alternátoru není tvořen permanentním magnetem, ale elektromagnetem. Skrz měděné kroužky na hřídeli a uhlíkové kartáče je do cívky rotoru přiváděn stejnosměrný budicí proud. Tím se kolem rotoru vytvoří silné magnetické pole. Rotující rotor tak představuje rotující magnetické pole.

• Stator:Stator je pevná vnější část tvořená svazkem plechů, ve kterých jsou vloženy tři oddělené cívky (třífázové vinutí), typicky zapojené do hvězdy nebo trojúhelníku. Když rotující magnetické pole z rotoru protíná tyto cívky, indukuje se v nich na základě Faradayova zákona elektromagnetické indukce střídavý proud (AC). Protože jsou cívky prostorově posunuty, vznikají tři sinusové průběhy napětí, které jsou vůči sobě fázově posunuty přesně o 120°.

• Usměrňovací můstek: Automobilová síť a akumulátor vyžadují stejnosměrný proud (DC). Proto je střídavý proud ze statoru veden přes usměrňovací můstek. Tento můstek obsahuje typicky 6 výkonových polovodičových diod (dvě pro každou fázi), které "oříznou" záporné půlvlny a propustí proud jen jedním směrem. Výsledkem je pulzující stejnosměrný proud, který je následně vyhlazován samotným akumulátorem, fungujícím v obvodu jako obrovský kondenzátor.

• Regulátor napětí:Otáčky motoru (a tedy i alternátoru) se neustále mění, což by bez regulace znamenalo, že by napětí kolísalo a při vysokých otáčkách by zničilo palubní elektroniku. Regulátor napětí nepřetržitě měří napětí v síti. Pokud napětí překročí požadovanou hodnotu (v síti osobních aut typicky 14,2 až 14,4 V), regulátor sníží nebo přeruší budicí proud tekoucí do rotoru. Tím zeslábne magnetické pole a indukované napětí klesne. Tento proces se odehrává mnohokrát za sekundu a udržuje napětí na konstantní úrovni bez ohledu na otáčky motoru nebo aktuální elektrickou zátěž.