دانلود مقاله الکترناتور

بخشی از مقاله

الكترناتور

معرفي محصول
الكترناتور- مولد نيروي الكتريكي در موتور خودرو
به طور كلي مصارف متعددي و پيوسته نيروي الكتريكي در خودرو به اشكال مختلفي در حال افزايش مي باشد . اين مصرف كننده ها در قسمت هاي مختلف خودرو مانند استارتر‌، سيستم احتراق ، سيستم سوخت رساني ، روشنايي و ساير ادوات و تجهيزات جديد مانند ادوات كنترل موتور و .... پراكنده مي باشند . به همين لحاظ موتور نيازمند منبع كار او قابل اطميناني از انرژي دارد كه در شرايط متنوعي در هر زمان از روز و شب قابل دسترسي باشد .
در وضعيت كارموتور ، آلترناتيو منبع تامين جريان برق مورد نياز بوده و در حالت خاموش بودن موتور باطري عهده دار اين كار مي باشد . طراحي هاي انجام شده در خودرو به اين صورت بوده كه باطري به عنوان منبع ذخيره و نگهداري و آلترناتيو به عنوان منبع مولد جريان الكتريكي براي كليه مصارف خودرو و منجمله جريان لازم جهت شارژ باطري استفاده مي شود .

جهت كاركرد قابل اطمينان كل سيستم ، ضروري است خروجي آلترناتيو ، ظرفيت باطري ، نيروي لازم جهت راه اندازي اوليه موتور و ساير مصارف برق در خودرو با هم در بهترين شكل ممكن هماهنگ باشند . اين وضعيت حتي در شرايط سختي مانند شب هاي سرد زمستاني بايد باطري را شارژ كرده و جهت راه اندازي موتور مشكلي نداشته باشد . به لحاظ ايمني نيزتجهيزات ايمني اعم از هشداري و اخطاري بايد به نهو سريع عمل كنند . اين در حالي است كه در حالت توقف و عدم درگيري موتور و قواي محركه نيز ضروري است ادوات و دستگاه ههاي برقي خودرو تا زمان قابل قبولي به كار خود ادامه دهند .

بارهاي الكتريكي مصرفي
بارهاي مصرف كننده هاي مختلف جريان الكتريكي متفاوت بوده ، چنانچه در نمودار ديده مي شود جهت شناسايي بارهاي مصرفي به صورت تفكيك شده بين بارهاي اوليه ( احتراق و ... ) و بارهاي مصارف طولاني مدت ( روشنايي ، راديو پخش ، بخاري و ... ) و بارهاي كوتاه مدت ( راهنماها ، چراغ حفلر و ... ) مشخص شده اند .
بعضي از اين كاربردها فصلي هستند ( كولر و يا بخاري .... ) و كاركرد برخي مانند پروانه خنك كن رادياتور به دماي محيطي و شر ايط رانندگي بستگي دارد .

نيروي الكتريكي براي مصارف خودرو ( مقادير متوسط )
باطري ذخيره كننده انرژي الكترناتور / ژنراتور تامين كننده انرژي

شارژ كردن
مصارف كوتاه مدت مصارف طولاني مدت مصارف پيوسته
مه شكن 35-55w هركدام راهنماها 21w هركدام راديو پخش 10-15w
چراغ دنده عقب 21-25w چراغ هاي داخل اتاق چراغ هاي كوچك هر كدام 4w احتراق 20w
برف پاك كن 60-90w شيشه بالابر 150w چراغهاي كنترل پانل براي هر كدام 2w
استارتو موتور سواري 800-3000W پر وانه برفي رادياتور 200w چراغ ؟؟ 10w‌ براي هركدام
برف پاك كن چراغها60w گرمكن خفه كن موتور 80w چراغ ترمز دستي 3-5w

فندك 100w شيشه گرم كن عقب 120w
چراغهاي كمكي 55w‌ هركدام برف پاك كن عقب 30-65w چراغ اصلي نور ؟؟ 55w براي هركدام
چراغهاي ترمز كمكي هر كدام 21w بوق 25-40w هركدام چراغ اصلي نوربالا 60w براي هركدام
آنتن برقي 60w چراغ عقب 5w براي هركدام چ
در خودروهاي ؟؟؟ 100w چراغ ترمز 18-21w هركدام بخاري 20-60w

توليد نيروي الكتريكي توسط الكترناتور
در واقع در سال 1963 به دنبال ساخت نوع جديدي از ديورهاي يكسوساز با سطح قابليت اطمينان مناسب و همچنين به صرفه بودن آنها چه به لحاظ ابعادي و چه به لحاظ اقتصادي بوده كه طراحي و ساخت انواع مختلفي از آلترناتيو توسعه پيدا كرد . اصول كار آلترناتيوها بر اساس اصول ساده الكترومغناطيس بنا شده است . ليكن كارايي و مزاياي آلترناتيوها باعث شده كه جاي بسياري از مولدهاي جريان مستقيم را بگيرد . آلترناتيوها توانستند نه تنها مصارف دائم ؟؟؟ تجهيزات مختلف برقي را برآورد بلكه جريان لازم براي شارژ باطري را در سطح مناسبي حتي در شرايط بد آب و هوايي را فراهم سازند . افزايش مصارف نيروي الكتريكي باعث شده است كه تقاضا براي نيروي الكتريكي افزايش يابد ، چنانچه پيش بيني تقاضا براي نيروي الكتريكي در خودرو و طبق نمودار تا سال 2000 ميلادي را نشان مي دهد .

ضمن آنكه عليرغم پيشرفت ها و بهبودهاي كسب شده در زمينه علم ترافيك و شبكه هاي ارتباطي كماكان با افزايش زمان تلف شده در حالت هاي توقف در مسيرهاي گوناگون مواجه شده است . شايان ذكر است كه در زمان توقف وعدم درگيري قواي محركه ، آلترناتيو گاه تا 1 وضعيت حداكثر خود مي رسد .

عوامل موثر در طراحي الكترناتور
1- سرعت چرخشي : كارايي يك مولد ( نسبت انرژي توليد شده به وزن ) بايد با افزايش سرعت چرخشي افزايش يابد . اين وضعيت باعث شده است تا نسبت تبديل آلترناتيو و ميل لنگ به نحو موثري افزايش يابد . اين نسبت براي خودروهاي سواري 2 : 1 يا 3 : 1 بوده و براي خودروهاي تجاري 5 : 1 مي باشد .
2- دما : بخش عمده اي از اتلاف انرژي در آلترناتيوها به صورت انرژي حرارتي مي باشد . ورود هواي تازه به آلترناتيو راهي مناسب جهت كنندگي و افزايش كارايي آلترناتيو مي باشد .

3- ارتعاشات : بسته به شرايط نصب و استقرار آلترناتيو در روي موتور الگوي ارتعاشات موتور و شتاب ارتعاشات مي تواند بين 800 – 500 باشد . ضمن آنكه شرايط تشديد و رزونانس بايد در نظر گرفته شود .
4- شرايط محيطي : كارايي آلترناتيو در قبال شرايطي مانند خيس شدن ، كثيف شدن ، در معرض پاشيده شدن سوخت و روغن و يا آثار ناشي از بخارات آن ها و حتي در جاده بايد حساس و قابل اعتماد باشد .

مشخصه هاي الكترناتور
مهمترين ويژگي هاي آلترناتيو عبارت است از :
- توليد نيروي الكتريكي حتي در حالت عدم درگيري قواي محركه
- توليد نيروي الكتريكي حتي در حالت عدم درگيري قواي محركه
- يكسو سازي جريان متناوب توسط يك پل ديود سه فاز

- در شرايطي كه ولتاژ آلترناتيو به سطح پايين تر از باطري مي رسد ديودها باطري و آلترناتيو را از ساير سيستم هاي برقي جدا سازند .
- بالا بودن كارايي مكانيكي آلترناتيو به اين معني كه در مقايسه با مولدهاي جريان مستقيم بسيار سبكتر مي باشد .
- دوره عمر طولاني به گونه اي كه تا سطح 15000 كيلومتر كاركرد خودرو نيازي به تعميرات و يا سرويس نداشته
باشد .
- آلترناتيو بايد قابليت تحمل شرايط محيطي نظير ارتعاشات ، دماي بالا ، آلودگي و رطوبت را داشته باشد .
- طراحي پروانه خنك كن بايد با جهت حركت چرخشي هماهنگ باشد .

طراحي الكترناتور
اصول نظري و روابط حتي حاكم بر اجزاء آلترناتيو در طراحي ، ساخت و فن آوري به كار رفته در آلترناتيوهاي جديد منعكس شده است . در حالي كه هر مدل با مدل ديگر در جزئيات متفاوت است كه بستگي به كاربردها و شرايط ويژه دارد .
در حال حاضر آلترناتيوهاي با قطب هاي شانه اي با نصب فشرده ديودها روي آن الكتر خودروهاي توليد شده نصب مي شود ، اما در آلترناتيوهاي فشرده اصلي ترين تفاوت ها در اين است كه پروانه خنك كن آن دو عدد و داخل آن تعبيه شده است .
معيارهاي طراحي : داده هاي زير در طراحي آلترناتيو تاثير تعيين كننده دارند :
- نوع و شرايط كاربري خودرو
- دور موتور - ولتاژ باطري
- توان الكتريكي مورد نياز
- شرايط محيطي كاركرد ( گرما، آلودگي ، رطوبت و ... )
- دوره سرويس مشخص

- فضاي قابل دسترسي و ابعاد
انواع الكترناتور
به طور كلي دسته بندي آلترناتيوها به سه گروه :
آلترناتيو با قطب هاي شانه اي claw – pole
آلترناتيو فشرده compact
آلترناتيو با قطب هاي محدب salient – pole مبتني مي باشند .

1- آلترناتيو با قطب هاي شانه اي :
اين نوع به علت به كارگيري بهينه اصول مكانيكي توانسته است تقريباً به طور كامل جايگزين مولدهاي جريان مستقيم شده و به صورت طح استاندارد در خودروها درآمده است . در شرايط خروجي يكسان اين نوع به ميزان 50 % سبكتر و ارزانتر از مولد جريان مستقيم است . كاربردهاي گسترده تنها پس از ظهور ديودهاي سيليكوني كوچك ، ارزان و قابل اطمينان ممكن شد .

2- آلترناتيو فشرده
اين نوع جديد نوع تازه اي از آلترناتيو با قطب هاي شانه اي است كه داراي جريان دو گانه تهويه با دو پروانه خنك كن داخل مي باشد .
مزايا :
- كارايي بيشتر در سرعت هاي بالا
- كاهش نويز با استفاده از فن كوچكتر و نصب آن در داخل آلترناتيو
- كاهش نويز مغناطيسي

اتلاف قدرت :
كارايي : در هر فرايند تبديل انرژي مكانيكي به انرژي الكتريكي ، اتلاف انرژي از اجتناب ناپذير آن مي باشد .كارايي به عنوان نسبت توان ورودي به توان خروجي تعريف مي شود .ثابت شده است كه حداكثر كارايي يك آلترناتيو هوا خنك حدود 65% است و با افزايش سرعت سير نزولي پيدا مي كند. در شرايط رانندگي عادي كارايي آلترناتيو در حد ميانگين حدود 55% مي باشد. از طرف ديگر افزايش كارايي آلترناتيو مي تواند منجر به افزايش مصرف سوخت گردد .
موضوعي كه در حال حاضر بيشتر مد نظر است عبارت است از كاهش گشتاور اوليه تا در نتيجه افزايش توان ورودي شتاب موتور افزايش يابد .به صورت اصولي بهينه ساختن كارايي با توجه به وزن آلترناتيو مصرف سوخت بايد همراه باشد .

منابع اتلاف توان :
منابع اصلي اتلاف توان عبارتند از : اتلاف آهني ، اتلاف مسي و اتلاف مكانيكي
اتلاف آهني در نتيجه جريان ادي EDDY CURRINT و اثر هيسترزيس در ميدان مغناطيسي ايجاد شده در موتور و استاتور مي باشد و به نسبت افزايش توان افزايش مي يابد و به ميزان سرعت دوراني و شدت ميدان مغناطيسي بستگي دارد .
اتلاف مسي ناشي از اتلاف مقاومتي موتور و استاتور مي باشد و افزايش آن متناسب با نسبت توان به وزن يا نسبت توان الكتريكي توليد شده به جرم اجزاء موثر آن مي باشد.

اتلاف مكانيكي ناشي از اتلاف اصطكاكي در ياتاقان ها و اتصالات كشوئي مي باشد . ضمن آنكه در سرعت هاي بالا پروانه خنك كن مقادير قابل توجهي از اتلاف را باعث مي شود .

استارت
از آنجا كه موتورهاي احتراق داخلي بر خلاف موتورهاي برقي يا بخاري توانايي راه اندازي اوليه خود را ندارند و ضمن آنكه در مرحله راه اندازي اوليه با نيروهاي بالاي مخالف مانند اصطكاك ياتاقان ها ، اصطكاك پيستون و ... مواجه هستند و اين نيروها بسته به نوع موتور ، تعداد سيلندرها ، ويژگي هاي روانكاري و دماي موتور دارند . لذا اين موتورها نياز به عامل راه انداز دارند كه در اغلب خودروهاي متداول اين امر به عهده يك موتور جريان مستقيم به نام استارتر موتور دارند .در شرايط واقعي موتور استارتر بايد توانائي به حركت در آوردن ميل لنگ جهت آماده سازي شر ايط اتاقك احتراق و مخلوط سوخت

و هوارا داشته باشد . اين كار در موتورهاي ديزلي با رساندن آن به دماي احتراق انجام مي شود . براي انجام و تحقق اين كار بايد اين موتور استارتر بتواند فلايويل را با سرعت لازم به چرخش درآورد و تا زمان رسيدن موتور به حالت پايدار بايد به كار خود ادامه دهد . براي اين منظور مي توان از موتورهاي برقي AC,DC و سه فاز استفاده كرد . زيرا اين موتورها قادر به ايجاد گشتاور اوليه لازم براي غلبه بر نيروهاي مخالف ميل لنگ نمي باشند .

موتور استارتر در حالت كلي بايد داراي اين خصوصيات باشد :
- آمادگي مدلوم براي راه اندازي
- توان كافي در دماهاي مختلف
- دوره عمر سرويس طولاني
ساختمان استارت : سه جزء اصلي يك استارتر موتور عبارت است از :
1- استارتر برقي 2- كليد سلنوئيدي 3- دنده پينيون

انواع استارتر :
- استارتر موتور باشنت موازي
- موتور با آهنرباي دائمي
- موتور با سيم پيچ سري
- موتور مركب ( باشنت موازي و سري )

كليد سلونوئيد :
به طور كلي براي سوئيچ كردن يك جريان زياد با استفاده از يك جريان ضعيف كنترلي استفاده مي شود . در خودروهاي سواري جريان راه انداز تقريبا معادل 1000 و در خودروهاي تجاري تا 2600 مي باشد .
جريان ضعيف كنترلي توانائي تحريك سوئيچ مكانيكي را بايد داشته باشد .
دو كاركرد اصلي استارتر عبارتند از :
1- هدايت پينيون دنده استارت به جلو براي درگيري با دنده فلايويل
2- بستن اتصال متحرك جريان اصلي استارتر
در شكل زير اجزاء آن نشان داده مي شود .

دنده استارت
دنده كوچكي در انتهاي محور آرميچر به نام دنده استارت قرار دارد كه زماني كه راننده بخواهد موتور را روشن كند باز كردن سوئيچ و زدن استارت دنده استارت توسط اتوماتيك به كار مي افتد و با درگير شدن با دنده فلايول موتور را مي چرخاند و پس از روشن شدن و راه اندازي موتور از دنده فلايويل جدا مي شود .
انواع آن عبارت است از :

1- نوع بنديكس 2- نوع كلاچ يك طرفه
1- نوع بنديكس : در اين نوع استارت ها ، ميله انتهاي آرميچر داراي شيارها و پيچي بوده كه دنده استارت نيز روي آن سوار بوده و در قسمت داخلي داراي يك مهره شيار دار مي باشد و در انتهاي محور آرميچر قرار دارد . زماني كه براي روشن كردن موتور ، استارت زده مي شود ، رد اثر گردش آرميچر ، دنده استارت در شيار محور آرميچر به علت نيروي گريز از مركز به طور لغزنده جلو رفته و با دنده فلايويل درگير مي شود و آن را مي چرخاند . به مجرد اينكه موتور روشن مي شود بر اثر سرعت بالاي فلايويل دنده استارت درب مخالف به جاي اوليه خود بر مي گردد .

استارت كلاج يك طرفه :
در اين نوع استارت ها ، اتوماتيك استارت نقش عمده اي دارد بدين معني كه در زمان بازكردن سوئيچ بر اثر برخي كه به سيم پيچ هاي اتوماتيك استارت مي رسد و با تشكيل ميدان مغناطيسي ميله آهني داخل سيم پيچ به طرف جلو پرتاب مي شود كه در كنتاكت داخل اتومبيل استارت كه به ميله اتوماتيك استارت يا دوشاخه كلاج بسته شده است و با جلو رفتن ميله اتوماتيكاستارت ، اهرم آن كلاج يك طرفه را به عقب مي كشد . همزمان با آن متر برگشت دهنده استارت جمع شده و دنده استارت را در محور آرميچر با دنده فلايويل درگير مي كند . زماني كه راننده از روشن شدن موتور اطمينان مي يابد با قطع كردن جريان در اتوماتيك استارت فنر برگشت دهنده آزاد شده و دنده استارت را از دنده فلايويل جدا مي سازد .

جدول تعرفه هاي گمركي و شرايط ورود كالا مطابق آخرين مقررات تا دي ماه 80

شماره تعرفه شرح تعرفه حقوق گمركي % سود بازرگاني % شرايط واردات
851140 استارتوموتورها و ژنراترهاي دو منظوره براي موتورهاي دروده سوز جرقه اي 10 65 12
851150 ژنراتورهاي مورد استفاده در موتورهاي درون سوز جرقه اي 10 65 12
851240 برف پاك كن و
گرم كن شيشه و بخاري 10 85 12

شرايط ورود :
1- ورود كالا مشروط به اخذ مجوز از وزارت صنايع مي باشد
2- ورود كالا مشروط به اخذ مجوز از وزارت بازرگاني مي باشد
استانداردها : استاندار ملي فعلا وجود ندارد .
استانداردهاي خارجي :
- DIN ISO 8854 –01 .88 ROAEL Uehicles ;alternator switching
Regulators TesT methods And General . --- iso 8854
- DIN ISO 8856-01.88 road Uehicles ; starter motors ,TesT
METHODS AND GENERAL . ----- Iso 8856
شركت هاي عمده توليد كنند ه در سطح جان :
- لوكاس اينداستيز ، انگلستان
- ميتسوبيشي ، ژاپن
- بوش ، آلمان
- والو valleo ، فرانسه
- مگنتي مارلي ، انگلستان
- ايسكرا ، اسلووني