Proč nemá automobil dynamo místo stávajícího alternátoru?

[marek987]

Předem píšu že jsem totální laik ohledně elektrotechniky.
Pamatuji si ,že mi kdysi někdo říkal, že z jakékoliv baterie jde stejnosměrný proud.
Moje otázka tedy zní, proč je v autě alternátor, který vyrábí střídavý proud, kterým nabíjí akumulátor a z akumulátoru pak teče 12V stejnosměrného proudu?
Proč se tedy nepoužívá rovnou dynamo které vyrábí stejnosměrný proud?








Moderátor:
Původní diskusní otázka zněla: "Jde z auta stejnosměrný nebo střídavý proud?"
(wall) (wall) (wall) (wall) (wall) (wall)

[Jirka Š. Svejkovský]

Střídavým proudem baterku nenabijete, ani kdybyste jí to rozkázal. Proto se musí usměrnit. Oproti dynamu má alternátor výkon méně závislý na otáčkách (dodává dost energie už při malých otáčkách na volnoběh). Usměrnění se provádí buď diodovým můstkem nebo komutátorem.

[marek987]

A když zapojím do zapalovače měnič z 12v na 220v ,tak těch 220v je už střídavý proud?
Pokuď ne, tak jakto že mi tam pak funguje třeba pc ,ten snad nefunguje na stejnosměrný proud? :)

[Pavel Horský]

Jestli myslíte PC laptop, pak ten samozřejmě "běží" na stejnosměrné napětí, stejně jako nabíječka na telefon, napájení navigace, konvice na kafe atd.

[marek987]

Aha, děkuji za vysvětlení.

[Jirka Š. Svejkovský]

A když zapojím do zapalovače měnič z 12v na 220v ,tak těch 220v je už střídavý proud?

Měniče z 12V stejnosměrných vyrobí 230V střídavých. Zdroj u vašeho noťasu pak z těch 230V střídavých vyrobí cca 19V stejnosměrných. Nebo můžete zakoupit napájecí adaptér přímo do auta. Mám ale dojem, že to bude totéž. Střídač 12V -> trafo -> usměrňovač a stabilizace na 19V.

[Jiří Schwarz]

Jestli myslíte PC laptop, pak ten samozřejmě "běží" na stejnosměrné napětí, stejně jako nabíječka na telefon, napájení navigace, konvice na kafe atd.

Tak teď nevím, jestli jste si s tazatelem rozuměli!

Uvedené spotřebiče mají malý zdroj stejnosměrného napětí (AKU baterii), ale pokud tazatel píše něco o měniči 12/220V, tak na výstupu měniče je střídavý proud (měl by být jako v zásuvce, prakticky záleží na konstrukci měniče, jak moc je to sinus nebo "schody").

Napájecí zdroje pro notebooky, mobily,... jsou konstruovány zpravidla tak, že mohou fungovat z 220V (dnes by se mělo uvádět 230) stejnosměrných i střídavých.
Stejnosměrný zdroj 230V je v praxi dost vyjímka.

[Juraj Rojko]

Mám ale dojem, že to bude totéž. Střídač 12V -> trafo -> usměrňovač a stabilizace na 19V.

To si myslím že nebude, na toto se používají DC-DC měniče, které jsou s použitím moderních součástek konstrukčně jednodušší (=levnější) a mají větší účinnost.

[Jirka Š. Svejkovský]

To si myslím že nebude, na toto se používají DC-DC měniče, které jsou s použitím moderních součástek konstrukčně jednodušší (=levnější) a mají větší účinnost.

A jak vyrobíte z 12VDC napětí 19VDC pomocí moderních součástek? Myslím levně.

[Drábek Martin]

třeba takto:
.... berte to jen jako ukázku principu
cenově se to nechá postavit za cca 100 kč s jinou verzí řídícího IO

[Fuk Tomáš]

A jak vyrobíte z 12VDC napětí 19VDC pomocí moderních součástek? Myslím levně.

Mnohem snáze, než 230~  ;)

[Martin Kurka]

Vážený pane marek987,
abych se vrátil k Vaší otázce.
Dynamo je pro nabíjení autobaterii logičtější a dokonce energeticky úspornější.
Ale.
Když v automobilech začaly narůstat energetické nároky elektrovýzbroje auta, začali se výrobci pídít po něčem výkonnějším a spolehlivějším. Dynama totiž trpěla velkou nevýhodou, celý výkon, velký proud, šel přes komutátor a kartáčky. Velký proud vyžadoval kartáčky s velkým obsahem měděného prášku a s velkou styčnou plochou, lamely komutátoru z velkého kusu mědi a celé to bylo citlivé na vlhkost, otřesy a častou údržbu (vyfukování vodivého prachu po oděru kartáčků, kontrola délky kartáčků. Servis dynama například z tanku se podobal práci při rubání uhlí). Navíc regulační charakteristika dynama byla poměrně strmá a aby dynamo dodávalo potřebný výkon muselo být konstruováno tak, že při volnoběžných otáčkách motoru nedávalo dostatečné napětí a nemohlo dobíjet při volnoběhu akumulátor. V dopravních zácpách za deště a tmy se vám klidně mohl akumulátor vybít i když motor běžel.
Mezi akumulátorem a dynamem muselo být výkonové zpětné relé, který svým kontaktem bylo schopno odpojit dynamo od akumulátoru, jinak by se dynamo rozeběhlo jako motor. Kontakt musel být dimenzovaný na plný proud dynama.
Zavedení střídavého trojfázového alternátoru umožnil rozmach polovodičů. Výkonné a spolehlivé křemíkové usměrňovací diody umožnily odběr výkonu z pevného statorového vinutí. Rotor mohl být napájen ze dvou hladkých sběracích kroužků a přenášený proud do rotoru alternátoru je do 1A. Kroužky jsou hladké, proud malý, kartáčky zde prakticky neubývají a mají životnost srovnatelnou se životností ložiska alternátoru. Magnetický obvod alternátoru je speciálně zkonstruován tak, že alternátor při volnoběžných otáčkách nejen už akumulátor dobíjí, ale dokonce je schopen pokrýt asi 1/3 běžné energetické spotřeby vozidla. Cena za tento komfort a práceschopnost v širokém rozsahu otáček motoru je poměrně špatná účinnost autoalternátorů. Spolehlivost usměrňovaše alternátoru je vysoká, pokud jej nepotrápíte obráceně připojeným akumulátorem, zkratem na akumulátoru, nebo připojením nešetrné nabíječky k akumulátoru, většinou o usměrňovači v autoalternátoru v životě jako laik neuslyšíte.
Regulátor napětí pro autoalternátor je jednodušší, je také polovodičový a je také poměrně hodně spolehlivý a hlavně stále stejně přesný a k akumulátoru šetrnější.
Moderní autoalternátory nemají dokonce ani žádné kroužky a uhlíky, mají buďto nesený usměrňovač, nebo buzení permanentními magnety a doregulaci neseným regulátorem, nebo získávají energii buzení z kocentrického alternátorku s permanentními magnety ve statoru a odběrným vinutím v rotoru. Za vinutím je nesený regulátor napětí. Takový alternátor má na údržbu jen svoje dvě kuličková ložiska.  
Takže to autoalternátor nad autodynamem vyhrál v evolučním vývoji na plné čáře.

[Václav 3]

Rotor je napájen ze dvou hladkých sběracích kroužků a přenášený proud do rotoru alternátoru je do 1A. Kroužky jsou hladké, proud malý, kartáčky zde prakticky neubývají...

U některých nových alternátorů 90 až 120A teče do buzení proud 2 až 3A, to je však samozřejmě stále nesrovnatelné s výstupním proudem.
Ještě dodám, že alternátor dobíjí na volnoběh motoru více také díky tomu, že bývá zpřevodován do rychla, zhruba na dvojnásobek otáček motoru, což u dynama nelze udělat  s ohledem na komutátor, který by se potom při maximálních otáčkách motoru mohl odstředivými silami roztrhnout a kartáče by měly díky nim také malý přítlak, takže by docházelo k velkému opalu.

Moderní autoalternátory nemají dokonce ani žádné kroužky a uhlíky, mají buďto nesený usměrňovač, nebo buzení permanentními magnety a doregulaci neseným regulátorem, nebo získávají energii buzení z kocentrického alternátorku s permanentními magnety ve statoru a odběrným vinutím v rotoru. Za vinutím je nesený regulátor napětí. Takový alternátor má na údržbu jen svoje dvě kuličková ložiska. 

Teoreticky o tom vím, ve skutečnosti jsem takový alternátor ještě neviděl (a měl jsem jich v ruce už hodně, od nejstarších z počátku 60. let až do dneška a všech možných značek), můžete mi sdělit, zda tento systém používá nějaké běžné vozidlo?

Daleko častější jsou alternátory s permanentním buzením, kde se poté provádí regulace na výkonové straně pomocí řízeného usměrňovače s tyristory. Klasický diodový blok je nahrazen blokem, kde jsou tři diody v záporné větvi a tři tyristory v kladné větvi, regulační obvod a vše je jako monoblok umístěno v mohutnějším chladiči mimo samotný alternátor. Tento systém se používá u motocyklů všech možných jak italských tak japonských značek.

K životnosti a spolehlivosti alternátorů a dynam mohu dodat pouze zkušenosti z praxe. Kvalitní alternátor vydrží proběh 200 až 250 tis. km, u dynama bývá servisní zásah potřeba zhruba v rozmezí 60 až 80 tis. km, což je 3 až 4 krát častěji. U alternátorů daleko častěji bývají vadná ložiska než kartáče, u dynam tomu bývalo přesně naopak.

[Jirka Š. Svejkovský]

Mnohem snáze, než 230~  ;)

Koukám, když jsme brali DC/DC měniče, tak jsem asi zrovna chyběl.  ?? Takže beru zpět. Já si jenom pamatuju dělení a násobení DC napětí... Budu se na to stejně muset podívat, čeká mě z toho zkouška ;)

[Petr M]

A jak vyrobíte z 12VDC napětí 19VDC pomocí moderních součástek? Myslím levně.

Třeba flyback convertor, boost convertor, charge pump...  ;)  Hodně z nich nemá ekvivalentní český název. Krásně je to popsáno třeba v dokumentaci Linear Technology.

Výhodou je, že není potřeba dodržovat 50Hz sinus a na vyšší frekvecnci se i s malou indukčností / kapacitou dají dělat velký kouzla...  :D