DOBJEC A STARTOVAC SOUSTAVA KONVENN DOBJEC SOUSTAVA A

DOBÍJECÍ A STARTOVACÍ SOUSTAVA

KONVENČNÍ DOBÍJECÍ SOUSTAVA A JEJÍ MĚŘENÍ • 1 - osciloskop/motortester • 2 - alternátor • 3 - voltmetr • 4 - kontrolka dobíjení • 5 - spínací skříňka • 6 - akumulátor • 7 - měřicí kabel + ke sv. D+ • 8 - měřicí kabel -

KONVENČNÍ DOBÍJECÍ SOUSTAVA A JEJÍ MĚŘENÍ • Schéma zapojení akumulátor regulátor usměrňovač kontrolka budicí diody dobíjení • Součásti regulátoru: • 1 – regulační obvod • (hybridní IO) • 2 – koncový stupeň • 3 – ochranná dioda • Regulátor bývá běžně • součástí alternátoru stator rotor

INDUKČNÍ PRINCIP VZNIKU NAPĚTÍ • Jednofázové indukované střídavé napětí -Při pohybu elektrického -vodiče v magnetickém -poli vzniká ve vodiči -elektrické napětí -Je lhostejné, zda se -přitom pohybuje vodič -vůči magnetickému poli -či se pohybuje magne-tické pole vzhledem -k vodiči. úhel natočení rotoru (závitu vodiče)

INDUKČNÍ PRINCIP VZNIKU NAPĚTÍ • Třífázové indukované střídavé napětí -Rotor je tvořen -třemi závity vodiče, -vzájemně otočenými -o úhel 120°. -V každém závitu -se indukuje sinusový -průběh napětí, -fázový posuv mezi -napětími jednotlivých -vinutí je 120°. úhel natočení rotoru

USMĚRNĚNÍ STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ • Jednocestný a dvoucestný • usměrňovač -1 – akumulátor -2 – budicí vinutí -3 – statorové vinutí -4 – usměrňovací dioda -UG ~ - střídavé napětí před diodou -U G - pulsující stejnosměrné napětí za diodou

MŮSTKOVÝ USMĚRŇOVAČ • Třífázový můstkový usměrňovač -a – třífázové střídavé napětí -b – napětí alternátoru, tvořené kladnými a zápornými půlvlnami napětí -c – usměrněné napětí alternátoru -U P -U G – -UG eff - - fázové napětí - napětí na usměrňovači (minus není na potenciálu kostry) - stejnosměrné napětí (minus je na potenciálu kostry) - efektivní hodnota výstupního napětí

MŮSTKOVÝ USMĚRŇOVAČ • • 1 - akumulátor 2 - budicí vinutí (G) 3 - statorové vinutí 4 - plusové diody 5 - minusové diody 6 - přídavné diody 7 - budicí diody Alternátor pracuje s vlastním buzením. • Budicí napětí se získává usměrněním • napětí statorového vinutí.

PŘEDBĚŽNÉ BUZENÍ ALTERNÁTORU • • • 2 3 4 5 1 - alternátor 1 a - budicí diody 1 b - plusové diody 1 c - minusové diody 1 d - budicí vinutí - regulátor - kontrolka dobíjení - spínací skříňka - akumulátor • K počátečnímu nabuzení alternátoru • je nutno přivést budicí napětí • z externího zdroje • (z akumulátoru přes kontrolku dobíjení)

VLASTNÍ BUZENÍ ALTERNÁTORU • • • 2 3 4 5 1 - alternátor 1 a - budicí diody 1 b - plusové diody 1 c - minusové diody 1 d - budicí vinutí - regulátor - kontrolka dobíjení - spínací skříňka - akumulátor • Po roztočení alternátoru se budicí • napětí již získává usměrněním • indukovaného napětí statorového • vinutí

VÝSTUPNÍ NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • • • 2 3 4 5 1 - alternátor 1 a - budicí diody 1 b - plusové diody 1 c - minusové diody 1 d - budicí vinutí - regulátor - kontrolka dobíjení - spínací skříňka - akumulátor • Rotor jen opatřen 6 páry pólových nástavců, na statorovém vinutí tak vzniká sinusový průběh napětí s periodou odpovídající 60° • • • otočení rotoru

KONSTRUKČNÍ USPOŘÁDÁNÍ ROTORU SE ZUBOVÝMI PÓLOVÝMI NÁSTAVCI

REGULACE VÝSTUPNÍHO NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • • • • Změnou budicího proudu se mění velikost magnetického pole v rotoru a tím i výstupní indukované napětí statoru. Úkolem regulátoru je periodicky zapínat a vypínat budicí proud podle velikosti výstupního napětí alternátoru Poměrem doby zapnutí TE vůči době vypnutí TA je určena střední hodnota budicího proudu Im

VZOROVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ PALUBNÍ SÍTĚ • Při funkčním alternátoru • se při měření palubní • sítě osciloskopem při • běžícím motoru • objeví téměř rovná • čára v úrovni okolo • 14 V s náznakem zvlnění • Měří se na svorce B+ nebo D+

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • • • Obraz napěťového signálu při přerušení jedné z budicích Diod • Chybí jedna kladná půlvlna • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • Otáčky motoru cca. 2500 min-1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání • • zadního okna, …)

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • • Obraz napěťového signálu při zkratu jedné z budicích diod • • • Zkrat budicí diody vede k výpadku alternátoru na dobu téměř celé půlvlny • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • Otáčky motoru cca. 2500 min 1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání zadního okna, …) • • •

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • • Obraz napěťového signálu při přerušení jedné z plusových diod • • • Při přerušení diody není v příslušném okamžiku z alternátoru odebírán nabíjecí proud, ale jen proud budicí. V daném okamžiku tak chybí tlumicí účinek akumulátoru a vznikají tak induktivní špičky kladné polarity. • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • • Otáčky motoru cca. 2500 min-1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání zadního okna, …) • • •

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • • Obraz napěťového signálu při přerušení jedné z minusových diod • Minusovou diodou teče jak nabíjecí, tak i budicí proud. Tlumicí účinek akumulátoru způsobí, že pokles napětí v době , kdy jinak dioda vede, je kratší než v případě přerušené plusové diody. • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • • Otáčky motoru cca. 2500 min-1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání zadního okna, …)

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • Obraz napěťového signálu při zkratu jedné nebo několika plusových diod • Při zkratu plusové diody se v obrazu signálu objevují jen dvě půlvlny, neboť zbylá půlvlna je zkratována vadnou diodou. • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • • • Otáčky motoru cca. 2500 min-1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání zadního okna, …)

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • Obraz napěťového signálu při zkratu jedné nebo několika minusových diod • Obraz signálu při zkratu minusové diody se podobá obrazu při zkratu budicí diody, v signálu jsou však vidět jen dvě ze tří fází • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • Otáčky motoru cca. 2500 min 1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání zadního okna, …) • •

CHYBOVÝ OSCILOGRAM NAPĚTÍ ALTERNÁTORU • Obraz napěťového signálu při přerušení jedné z fází • Takovýto obraz signálu vzniká při přerušení některé fáze nebo při zkratu mezi dvěma fázemi. Po každé půlvlně vzniká krátkodobý pokles. Alternátor pak pracuje jako dvoufázový. • Měří se na svorce D+ • Podmínky měření: • • • Otáčky motoru cca. 2500 min-1, alternátor musím být zatížen (zapnutá světla, vyhřívání zadního okna, …)

MULTIFUNKČNÍ REGULÁTOR • V moderních alternátorech je původní regulátor v hybridním provedení nahrazován regulátorem monolitickým. • Monolitický regulátor nabízí řadu nových funkcí. Mezi ně patří: - sledování napětí akumulátoru - diagnostika závad - řízené připojování zátěže (spotřebičů) při startu motoru - řízené připojování zátěže (spotřebičů) za chodu motoru - sledování zatížení alternátoru - podpora řízení motoru

MULTIFUNKČNÍ REGULÁTOR • 1 - integrovaný držák uhlíků • 2 - konektor pro připojení do kabelového svazku • 3 - otvor pro připevnění k alternátoru • 4 - připojovací očko ke svorce B+ (k odběru regulovaného napětí a přívod budicího proudu) • 5 - uhlíky • 6 - modul regulátoru • 7 - otvor pro připevnění k alternátoru a kostra • regulátoru • 8 - přívod fáze V (pro zjišťování stavu „alternátor se točí“)

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Sledování napětí akumulátoru: • Napětí pro regulaci se odebírá přímo ze svorky + akumulátoru prostřednictvím svorky S. • Při obvyklém zapojení vzniká vždy jistý napěťový rozdíl mezi svorkou B+ alternátoru a svorkou + akumulátoru. • Při přímém odběru napětí pro regulaci ze svorky + akumulátoru se dosáhne přesnější regulace nabíjecího napětí akumulátoru

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Řízené předběžné buzení : • Proud předběžného buzení je řízen regulátorem a zajišťuje optimální buzení alternátoru. Po zapnutí zapalování je taktován koncový stupeň regulátoru. Střída regulačního signálu je volena tak, aby byl zajištěn náběh alternátoru při nejnižších možných otáčkách motoru. U osobních vozidel získává regulátor informaci o stavu „zapalování zapnuto“ ze svorky L, u užitkových vozů ze svorky 15. V obou případech svítí kontrolka dobíjení až do konce doby předběžného buzení. • Vypnutí klidového proudu: • Ve stavu „zapalování vypnuto“ je proudový odběr regulátoru zredukován na nejnižší hodnotu.

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Rozpoznání stavu „alternátor se točí“: Vyhodnocením fázového napětí je při určité napěťové hodnotě rozeznáno, že se alternátor točí. • Při odpojení konektoru alternátoru a tím chybějícím předběžném buzení je zajištěno buzení alternátoru pomocí nouzového režimu. • Nouzová regulace: • Při přerušení vedení pro snímání napětí akumulátoru (svorka S) probíhá regulace automaticky prostřednictvím svorky B+. (tzn. tak jak se používá u předchozích typů regulátorů)

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Ochrana proti přehřátí: • K ochraně regulátoru před teplotním zničením je sledována teplota • integrovaného obvodu regulátoru. • Při překročení horní hranice teploty je sníženo regulační napětí.

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Funkce Load-Response start: • Funkce „Load-Response start“ řídí připojování zátěže elektrických spotřebičů při startu motoru. Tato funkce zabraňuje tomu, aby alternátor odevzdával proud během startu motoru a bezprostředně po něm. Proces startování tak není ztěžován či prodlužován brzdným momentem alternátoru .

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU Funkce Load-Response provoz : • Tato funkce zajišťuje, aby se prudké změny točivého momentu alternátoru, vznikající při změnách elektrického zatížení alternátoru, nepřenášely na motor. Výstupní proud alternátoru je řízen plynule, lze mluvit o měkkém připojování zátěže.

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Vedení L: • Indikace závad a rozpoznání stavu dobíjecí soustavy prostřednictvím kontrolky, spínané koncovým stupněm • • 1 - ke svorce 15 2 - řídicí obvod pro vedení L 3 - ke svorce B+ • alternátoru

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Vedení L: • Připojování spotřebičů • Při běžícím motoru a alternátoru bez závad poskytuje vedení L výstupní napětí, jímž je spínáno relé pro napájení dalších spotřebičů • 1 - ke svorce 15 • 2 - řídicí obvod pro vedení L • 3 - ke svorce B+ alternátoru

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Vedení L: • Rozpoznání závad • Při provozu alternátoru jsou regulátorem neustále vyhodnocovány signály a rozpoznávány případné závady. Při zjištění závady je příslušným řídicím obvodem aktivován koncový stupeň pro indikaci a koncový stupeň pro relé. Jsou rozpoznávány závady alternátoru, regulátoru a palubní sítě. • Závady alternátoru: prasklý klínový řemen, přerušení v obvodu budicího proudu, zkrat budicího vinutí nebo zkrat na kostru Závady regulátoru: přerušení nebo zkrat koncového stupně přerušení v ochranném obvodu pro potlačení špiček Závady palubní sítě: přepětí, přerušení vedení S (volitelně), přerušení vedení mezi B+ alternátoru a svorkou + akumulátoru (závisí na palubní síti) • •

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Vedení L: • Koncový stupeň kontrolky a koncový stupeň relé • Řízení koncových stupňů provádí příslušný řídicí obvod. Koncové stupně jsou vzájemně blokovány a chráněny proti přetížení a zkratu. • Koncový stupeň kontrolky je aktivován, probíhá-li předběžné buzenínebo je-li zjištěna nějaká závada. • Koncový stupeň relé je aktivován při bezchybném provozu alternátoru, když není aktivována kontrolka. • • • 1 - ke svorce 15 2 - řídicí obvod pro vedení L 3 - ke svorce B+ alternátoru

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Signál DF-monitor (DFM): • Stav zatížení alternátoru • DFM signál odráží střídu regulace budicího proudu a představuje tak míru zatížení alternátoru. Šířka regulačních impulsů závisí na okamžitých provozních podmínkách alternátoru (zatížení, otáčky a teplota). • • 1 - řídicí jednotka v palubní síti 2 - regulační obvod • 3 - svorka B+ alternátoru

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Signál DF-monitor (DFM): • Průběh signálu • Funkce monitorování zatížení alternátoru umožňuje znatelně vylepšit nabíjecí bilanci alternátoru. Je sledován okamžitý stav zatížení alternátoru a zavádí se příslušná opatření, jako například: - zvýšení volnoběžných otáček - omezení zatížení alternátoru prostřednictvím odpojování méně důležitých spotřebičů

POPIS FUNKCÍ MULTIFUNKČNÍHO REGULÁTORU • Signál DF-monitor (DFM): • Průběh signálu • Vedení DFM poskytuje věrný obraz signálu svorky DF. Svorka DFM je chráněna proti přetížení a zkratu • A - nízké zatížení alternátoru • B - vysoké zatížení alternátoru • 1 - budicí proud vypnut • 2 - budicí proud zapnut

PRINCIPIÁLNÍ SCHÉMA ALTERNÁTORU S MFR • 1 - regulátor • 2 - alternátor • 3 - palubní síť • 4 - spínací skříňka • Svorka 15 na konektoru alternátoru je používána jen u užitkových vozidel