Essentiële Gids voor Alternators: Hoe Ze Uw Autobatterij Laden

Meeste voertuiggebruikers begrijpen nooit het geheim achter zelf-ladende automobielen, hier leer je over alternators. Je moet weten dat accu defect kan raken, maar alternator moet gevraagd worden als hij laag is. Het is een oplaadsysteem dat de motoraccu kracht boost.

Alternators zitten aan de voorkant van de motor, aangedreven door de krukas. Er zijn verschillende typen en ontwerpen. Degene met permanente magneet voor magnetisch veld heet magneto, terwijl alternators in elektriciteitscentrales aangedreven door stoomturbines turbo-alternators heten. Toch is de primaire functie van alternators in elke mechanische toepassing het laden van hun elektrische apparaten.

Vroegere voertuigen gebruikten aparte aandrijfriem om de alternator riemschijf aan te drijven. Maar in moderne auto's drijft een serpentineriem of één riem alle componenten aan met de krukaskracht. Meeste alternators worden gemonteerd met een beugel die een specifiek punt aan de motor bout. Een van de beugels zit in vaste positie, de andere is verstelbaar zodat de aandrijfriem goed gespannen kan worden.

Vandaag kijken we naar definitie, functies, onderdelen, diagram, typen, werking en slechtste symptomen van een alternator in een automobielmotor.

Alternator Definitie

Een alternator kan gedefinieerd worden als een elektrische generator die mechanische energie omzet in elektrische energie. Het werk wordt gedaan in de vorm van wisselstroom. De elektrische componenten bestaan uit een draaiend magneetveld met een stationaire anker, wat het ontwerp minder complex en goedkoop maakt.

Een automobiel oplaadsysteem bestaat uit drie hoofdonderdelen: accu, spanningsregelaar en alternator. Zonder een van deze drie is het oplaadsysteem incompleet, hoewel alternators nu spanningsregelaars dragen. De alternator werkt met de accu om stroom te genereren voor de elektrische componenten van het voertuig zoals interieur- en exterieurverlichting, etc.

Alternators krijgen hun naam van de term wisselstroom (AC) omdat ze stroom produceren door elektromagnetisme. Dit elektromagnetisme ontstaat door de stator-en rotor-relatie. Dit wordt verder uitgelegd in dit artikel.

Functies van Alternators

• Primaire functie: een autobatterij laden zodat andere elektrische componenten in de auto gevoed kunnen worden.
• De geladen accu levert de elektriciteit nodig voor de startmotor om de auto te starten. En
• Wanneer de auto rijdt, genereren alternators energie om het elektrische systeem en de accu te voeden.

Alternators functioneren als generatoren omdat ze op dezelfde manier werken. De riemschijf draait en creëert gelijkstroom (DC). Tijdens de rotatie passeert een wisselstroom (AC) door een magneetveld wat de elektrische stroom creëert.

Hoofdcomponenten van een Alternator

Regelaar (Regulator):

De spanningsregelaar is een onderdeel dat de hoeveelheid stroomtoevoer van de alternator naar de accu controleert. Het controleert het oplaadproces omdat het ontworpen is met diverse functies en werkt afhankelijk van toepassingen.

Gelijkrichter (Rectifier):

De gelijkrichter wordt gebruikt om wisselstroom (AC) geproduceerd om te zetten in gelijkstroom (DC) tijdens het oplaadproces.

Rotor:

De rotor is een onderdeel dat in de alternator draait en de riemschijf en aandrijfriemsysteem meedraait. Het fungeert als een draaiende elektromagneet.

Gleufringen (Slip Rings):

De gleufringen zijn een middel om gelijkstroom te verkrijgen en stroom aan de rotor te leveren.

Gleufring Einde Lager (Slip Ring End Bearing):

Alternator lagers zijn ontworpen om de rotatie van de rotoras te ondersteunen.

Stator:

Een stator is een ijzeren ring die diverse spoelen draad eromheen bevat. Het deel van de stator fungeert als de body van de alternator, creërend elektrische stroom wanneer een magneetveld gemaakt wordt.

Aandrijf Einde Lager (Drive End Bearing):

De aandrijf einde lagers helpen ook de rotatie van de rotoras te ondersteunen.

Riemschijf (Pulley):

De riemschijf is een onderdeel verbonden met de rotoras en het aandrijfriemsysteem. Hoewel de rotatie verkregen wordt van de motor overgedragen door de aandrijfriem naar de riemschijf. De rotatie veroorzaakt het oplaadproces.

Alternators bevatten enkele functionele kleine componenten, hoewel we enkele essentiële uitgelegd hebben. Binnen in het elektrische apparaat vind je een diode gelijkrichter of gelijkrichterbrug, spanningsregelaar, gleufringen en borstels. Ook rotor veldwinding, vingerpolen, veldwinding, stator, etc.

Er zijn diverse terminalen of aansluitpunten aan de achterkant van een alternator die diverse doeleinden dienen:

• IG Terminal – is de contactschakelaar die de spanningsregelaar aanzet.
• S Terminal – is een aansluitpunt dat de accuspanning meet.
• L Terminal – sluit het circuit naar de waarschuwingslamp.
• B Terminal – is de hoofd alternator uitgangsterminal. Direct verbonden met de accu.
• F Terminal – is een volveldbypass voor een regelaar.

Types Alternators

Alternators geclassificeerd op diverse manieren afhankelijk van ontwerp en toepassingen. 5 typen alternators op basis van toepassingen:

• Automobiel Alternators – in moderne automobielen.
• Diesel-elektrische Locomotief Alternators – in diesel-elektrische meervoudige eenheden.
• Radio Alternators – voor lage band radio frequentie transmissie.
• Maritieme Alternators – in maritieme toepassingen.
• Borstelose Alternators (Brushless Alternators) – als hoofdbron van stroom in elektriciteitsopwekkingscentrales.

AC generatoren (alternators) ook gecategoriseerd op ontwerp:

Gladde Cilindrische Generatoren (Smooth Cylindrical Generators):

Het gladde cylindrische type generator ontwerp gebruikt voor stoomturbine aangedreven alternator. De rotor is gemaakt van gladde massieve gegoten staalcilinder ontworpen met een bepaald aantal sleuven uitgefreest voor veldspoelen. Het draait op zeer hoge snelheid, kan 2 tot 4 polen turbo generator bevatten, draaiend op 36000 rpm of 1800 rpm respectievelijk.

Uitsteekende Pol Typen (Salient Pole Types):

Deze typen alternators gebruikt als medium en lage-snelheid alternator. Bevat groot aantal uitstekende polen met hun kernen geboute op een zwaar magneetwiel. Het magneetwiel is van gietijzer of staal van goede magnetische kwaliteit. Deze generatoren lijken op een groot wiel maar worden vooral gebruikt voor lage-snelheid turbinen zoals in waterkrachtcentrales. Gecategoriseerd door hun grote diameters en korte axiale lengtes.

Werkingsprincipe

De werking van AC auto alternator is vrij simpel en minder complex. Het bevat twee wickelingen: een stator (stationaire buitenwickeling) en een rotor (draaiende binnenwickeling). De spanningsregelaar levert spanning aan de rotor wickeling wat deze energieert en in een magneet verandert. Via een riemschijf wordt de rotor gedraaid door de motor door een aandrijfriem.

Als het magneetveld geproduceerd wordt door de draaiende rotor, induceert het AC elektrische stroom in de stationaire stator wickeling. De diodes helpen de AC stroom om te zetten in DC stroom wat het voertuig elektrisch systeem vereist. Over het algemeen zijn spanningsregelaars ingebouwd in de alternator. Ze controleren de uitgangsspanning.

Automobiel alternators zijn relatief klein en licht, geconstrueerd met een aluminium buitenbehuizing. Dit lichte metaal magnetiseert niet, waardoor het warmte die tijdens het proces geproduceerd wordt afvoert en omdat de rotor samenstelling een magneetveld produceert. Er is een ventilatie aan zowel de voor- als achterkant van de alternator, wat ook helpt bij warmteafvoering.

Zolang de motor draait, draait de krukas de aandrijfriem die de alternator riemschijf doet draaien. En terwijl de alternator draait, wordt stroom geproduceerd. Dit is waarom gezegd wordt dat alternators de mechanische energie van de motor omzetten in elektrisch vermogen voor de auto componenten.

Symptomen van Slechte en Defecte Alternator

• Een van de meest voorkomende symptomen in een voertuig oplaadsysteem is het batterijpictogram waarschuwingslicht op het dashboard dat brandt tijdens rijden. Conventioneel gaat het waarschuwingslicht aan wanneer de contact aanstaat maar gaat uit zodra de motor gestart is. Blijven aan duidt op een probleem met je motor oplaadsysteem. Een professional moet de motor onderzoeken, aangezien het waarschuwingslicht niet direct zegt dat de alternator het probleem is. Maar alternator is het veelvoorkomende probleem voor zo'n teken.
• In een zwak oplaadsysteem zie je de dashboardlampen en hoofdlampen dimmen bij idle maar felder worden wanneer de motor opgetoerd wordt. Dit kan veroorzaakt worden door een zwakke alternator, faalende accu, slechte accuverbinding of losse serpentineriem. Een zoemend of piepend geluid van de alternator is een ander symptoom van faalende alternators. Dit kan veroorzaakt worden door een defect lager in de alternator.
• Meest voorkomende alternatorproblemen: versleten contactringen, versleten koolstofborstels, of faalende spanningsregelaar. Bij herbouw van de alternator worden de lagers, spanningsregelaar, borstels en enkele kleinere onderdelen typisch vervangen door nieuwe.

Concluderend: alternators zijn een geweldig component in het automobiel oplaadsysteem. We zagen functies, onderdelen, werking. We zagen ook typen en enkele slechte tekenen of symptomen van een faalende alternator.