Quando o motor está funcionando, o gerador “alimenta” muitos parasitas. Até mesmo a principal fonte de energia - a bateria - é carregada do gerador, transformando-se em um consumidor poderoso. Portanto, é importante que o poder da usina seja suficiente para todos.
Os alternadores de automóveis modernos são de corrente alternada, com excitação eletromagnética e retificadores embutidos. Muitas vezes, um regulador de tensão está incluído no projeto. O rotor do gerador (foto 1) é acionado em rotação por uma transmissão da correia em V a partir da polia do virabrequim. Postes em forma de bico feitos de aço elétrico são pressionados no eixo do rotor - junto com o eixo formam uma espécie de núcleo do eletroímã. Um enrolamento de excitação 2 é colocado entre os pólos, suas extremidades são trazidas para fora através dos furos no pólo e são soldadas aos anéis deslizantes 3. A alimentação aos anéis é alimentada através das escovas de carvão.
O impulsor para arrefecer o gerador 5 está necessariamente fixo no veio do rotor; em alguns projetos, ele é combinado com uma polia de acionamento do gerador.
O estator também é uma construção simples. No coração do corpo há um conjunto de chapas finas de aço elétrico - elas são conectadas por soldagem. 36 sulcos entreabertos são formados no interior do case, no qual um enrolamento trifásico é colocado e fixado - na maioria das vezes com tubos de plástico, às vezes com cunhas de madeira. O enrolamento é isolado. Existem seis bobinas em cada fase de enrolamento - e esses enrolamentos estão conectados em uma “estrela” (ver Fig. 1, 3, 6).
Como o gerador funciona?
Quando uma corrente flui através do enrolamento de campo, um campo magnético é induzido em torno dos pólos do rotor - os pólos se tornam "norte" e "sul". Se o rotor for girado, o fluxo magnético que penetra nos enrolamentos do estator muda em magnitude e direção. Uma força eletromotriz aparece no enrolamento do estator.
Mas na saída do gerador precisamos obter uma corrente constante - no pino muito rosqueado ao qual os fios do consumidor, incluindo as baterias, são parafusados. Para isso, o gerador foi suplementado com um retificador - uma ponte de diodos (foto 2 e fig. 3). A figura mostra a seta com um buraco quadrado no final da “ferradura” - é onde a haste roscada é instalada.
Os processos no gerador são mostrados na Fig. 2. A meia onda de tensão mais baixa em cada enrolamento é “virada” e se torna positiva. A imagem resultante é uma tensão ligeiramente ondulante. A polaridade da conexão dos diodos, na verdade, determina a polaridade da rede do carro. Em nosso exemplo, a “massa” é menos, como na fig. 3. Em alguns carros mais antigos, o “plus” pode ser o corpo.
E por que no diagrama da Fig. 3 apareceu capacitor C? Sua capacitância é geralmente de 2, 2 microfarads. Ele equilibra as flutuações na tensão de saída (ver Fig. 2) causadas pela operação dos enrolamentos.
Mas é necessário estabilizar a tensão do gerador em uma ampla faixa de velocidade. Para fazer isso, a corrente no enrolamento de campo é controlada por um regulador de tensão (na foto 2 à esquerda). O regulador pode ser ligado de diferentes maneiras. O esquema mais simples está na fig. 4 (VAZ 2101, 2102, 2103). Depois que a ignição é ligada, a corrente entra no enrolamento de campo através do regulador de tensão. (Um dos primeiros foi o eletromecânico PP-380 - estava no compartimento do motor do Lada no guarda-lamas esquerdo.)
O circuito de excitação na Fig. 5 (Volga, UAZ com o motor ZMZ-402). Aqui, ambas as extremidades do enrolamento de campo são desconectadas da "massa" e a saída do regulador é conectada a ela.
O circuito de fornecimento de energia do campo de enrolamento nos geradores mais modernos (por exemplo, em VAZs da "oitava" família e subsequentes) é mais estável, embora pareça complicado.
Aqui em cada fase um diodo adicional foi adicionado (Fig. 6). A tensão do interruptor de ignição através da lâmpada de controle KL e do diodo D1 é fornecida ao regulador. A lâmpada indicadora está acesa. Depois de ligar o motor, diodos adicionais aparecem com uma tensão de alimentação igual à tensão de carga - agora o enrolamento de campo é alimentado por esses diodos. Esta tensão é maior que a tensão da bateria - e o diodo D1 é travado, o CL sai, confirmando o funcionamento do gerador.
Existem circuitos com um resistor de lastro R, que fornece energia ao enrolamento de campo caso o CR se queime.
Em alguns modelos (VAZ 2101, 2102, 2103, 2106), outro fio sai do estator - do ponto de conexão dos três enrolamentos (“O” na Fig. 3). Quando o gerador está operando, uma voltagem de cerca de 8 V aparece neste pino E quando a ignição é ligada (Fig. 7), a corrente através do relé fechado entra em contato e a lâmpada vai para menos, o KL está ligado. Depois de ligar o motor, a corrente do terminal “O” passa pelo enrolamento do relé, funciona, o cabo se apaga.