Alternatory odwracalne
CLICK HERE TO DOWNLOAD
Biorąc pod uwagę rozwiązania konstrukcyjne, alternatory Valeo można podzielić na dwie grupy. Alternatory pierwszego typu posiadają zintegrowane części w postaci diod prostowniczych, regulatora napięcia i falownika. W alternatorach drugiej grupy diody, regulator napięcia i falownik stanowią odrębny układ, montowany osobno poza alternatorem. Łatwo je rozpoznać, ponieważ zacisk plusa jest podzielony na trzy segmenty, z których każdy odpowiada jednemu z trzech uzwojeń stojana
Zasada działania
Alternator rewersyjny spełnia funkcje zarówno alternatora, jak i rozrusznika. Gdy wirnik jest napędzany przez wał korbowy silnika, pole magnetyczne wirnika powoduje indukcję napięcia przemiennego w fazach stojana. Częstotliwość napięcia przemiennego będzie proporcjonalna do prędkości obrotowej wirnika i przesunięć fazowych wynikających z układu uzwojeń na obwodzie stojana. Zastosowanie obwodu prostownika i regulacji napięcia umożliwia zasilanie odbiorników samochodowego układu elektrycznego.
Gdy alternator przekształca generator prądu zmiennego w silnik elektryczny, to wirujące pole magnetyczne stojana odpowiada za obrót wirnika. W tym momencie prąd stały jest dostarczany do uzwojenia wirnika (wirnik staje się elektromagnesem), podczas gdy falownik, który przekształca stałe napięcie w trójfazowy układ napięć przemiennych, zasila uzwojenia stojana alternatora. Co więcej, zarówno obwód prostownika, jak i regulator napięcia nie biorą udziału w procesie zasilania uzwojeń stojana układem napięć przemiennych. Zmiana pola magnetycznego stojana w stosunku do pola magnetycznego wirnika wymusza obrót wirnika. Zasilanie kolejnych uzwojeń stojana jest przełączane w taki sposób, aby pole magnetyczne stojana zmieniało się odpowiednio do położenia wirnika. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie najwyższej mocy wyjściowej.
W celu określenia optymalnego czasu dla układu sterowania falownika, położenia wirnika do przełączania faz wykorzystywane są czujniki Halla. Na podstawie ich sygnałów prosty obwód logiczny określa właściwą sekwencję przełączania faz.
Jednak w momencie rozruchu sekwencja przełączania faz układu napięć wytworzonych przez falownik jest przypadkowa i niekoniecznie musi odpowiadać właściwej fazie. Wystarczy jednak, że wirnik zacznie się poruszać, a następnie włączy się czujnik Halla. W ułamku sekundy informacja ta jest przekazywana do układu sterowania falownika i sekwencja przełączania faz jest zmieniana tak, aby odpowiadała pozycji wirnika. W ten sposób alternator rewersyjny spełnia rolę silnika elektrycznego i może osiągnąć maksymalny moment obrotowy, zdolny do uruchomienia silnika samochodu.
Diagnostyka
W zależności od położenia wirnika, system kontroli przełączania faz wymaga, aby po naprawie takiego alternatora czujniki Halla były prawidłowo ustawione. W przeciwnym razie generator nie będzie miał wystarczającej mocy do obracania wału korbowego.
Do tej pory znany jest tylko jeden przyrząd, który może diagnozować i testować alternatory odwracalne Valeo serii ST35: Tester stacjonarny VC-09ST, produkowany przez MOTOPLAT.
Aby sprawdzić alternator za pomocą tego urządzenia, należy wykonać następujące czynności:
Najpierw należy zainstalować VC-09ST na obecnym stanowisku testowym.
Następnie należy zamontować alternator na stanowisku testowym, podłączyć go do VC-09ST, a następnie, podobnie jak w przypadku konwencjonalnego alternatora, przetestować parametry. Innymi słowy: sprawdza się wartości mocy i napięcia w zależności od prędkości obrotowej. Po tym teście należy ustawić czujniki Halla, a na ekranie testera można sprawdzić, czy ich położenie jest prawidłowe. Na ekranie pojawi się wykres oscyloskopowy sygnału otrzymanego z czujnika Halla (fala prostokątna) oraz jednej z faz. Poprawność położenia czujnika Halla wyświetlana jest na podstawie punktów, w których obie fale przecinają się.
Po sprawdzeniu parametrów i wyregulowaniu czujników Halla nie ma potrzeby uruchamiania alternatora jako silnika elektrycznego z dwóch powodów. Pierwszy powód jest techniczny: aby sprawdzić parametry silnika, niezbędny byłby odpowiedni hamulec.
Drugi i najważniejszy wynika z samej zasady działania alternatorów rewersyjnych:
Jeśli mamy do czynienia z prądnicą odwracalną prądu przemiennego, to będzie ona w 100% sprawna jako alternator. Na przykład generator prądu przemiennego, a jednocześnie jego czujniki Halla są prawidłowo ustawione, będzie w 100% wydajny jako silnik prądu przemiennego, na przykład w tym przypadku rozrusznik.