آلترناتور

دینام چیست؟
دینام یا آلترناتور قطعه ای الکترومکانیکی است که نیروی مکانیکی را به نیروی الکتریکی تبدیل میکند. دینام در حقیقت یک ماشین مولد نیروی الکتریسته است که کاربردهای گوناگون صنعتی دارد. در تمامی دینام ها عبور خطوط میدان مغناطیسی آهنرباهای دائمی یا الکتریکی از سیم پیچ ها باعث به حرکت درآمدن الکترون در سیم پیچ و تولید جریان الکتریسیه می شود .

تاریخچه دینام در اتومبیل به روزهای اول اختراع اتومبیلهای بنزینی باز میگردد . در آن زمان اتومبیل های اولیه فاقد باطری، استارتر موتور و لوازم الکتریکی بودند و جریان الکتریکی مورد نیاز سیستم جرقه توسط دینام تامین میشد.

اجزاء تشکیل دهنده دینام( آلترناتور)
استاتور-دینام1.استاتور

استاتور یا بالشتک یکی از قطعات اصلی دینام یا آلترناتور است که از هسته و سیم پیچ تشکیل شده است. هسته استاتور دارای چندین لایه می باشد که از حلقه های شیار دار نازک آهنی همراه با عایق مخصوص ساخته شده است. معمولا تعدادی از حلقه های آهنی مخصوص استاتور که دارای لایه بسیار نازکی از عایق مخصوص هستند به وسیله پرچ یا خار مخصوص روی هم سوار شده و هسته اصلی استاتور یا بالشتک دینام را تشکیل میدهند.

استاتور-دیناماستاتور دینام دارای سیم پیچی مرکب است که متشکل از چندین دسته یا حلقه سیم پیچ میباشد که لابلای شیارهای مخصوص هسته استاتور قرار میگیرند. تعداد دسته های سیم پیچ ، قطر و نوع سیم و تعداد دور سیم پیچی در هر دسته یا حلقه از سیم پیچی استاتور در دینامهای مختلف بسیار متفاوت و تعیین کننده است. دسته های سیم پیچ معمولا در سه یا چهار نقطه به هم متصل میشوند که به آن سربندی میگویند. تعداد نقاط اتصال دسته های سیم پیچ یا همان خروجی استاتور در بعضی از مدل ها ممکن است بیشتر از چهار نقطه نیز باشد که به نوع طراحی کارخانه سازنده وابسته است.

استاتور در محیط خارجی دینام قرار میگیرد و با چرخش روتور یا همان آرمیچر در مرکز استاتور، عبور خطوط مغناطیسی آرمیچر از بین سیم پیچ های استاتور باعث به حرکت در آمدن الکترون در سیم پیچ ها و اختلاف پتانسیل الکتریکی بین نقاط اتصال سیم پیچها که خروجی استاتور هستند میشود. جریان الکتریکی تولید شده در استاتور که به شکل اختلاف فاز بین اتصالات خروجی استاتور وجود دارد متناوب است که فرکانس آن به دور آرمیچر بستگی دارد. برای شارژ باطری اتومبیل و مصرف مدارات الکتریکی و الکترونیکی اتومبیل جریان DC یا مستقیم با ولتاژ ثابت مورد نیاز است، از این رو خروجی استاتور وارد بخش یکسو کننده و تثبیت کننده دینام میشود .

آرمیچر دینام2. آرمیچر (روتور)

آرمیچر یا روتور قطعه مغناطیسی مرکزی دینام است که از یک محور یا شفت اصلی فولادی و پوسته پنجه ای شکل آهنی ساخته شده است و در مرکز استاتور حول محور خود میچرخد. آرمیچر معمولا دارای یک دسته سیم پیچ است که بطور منظم بدور محور اصلی آرمیچر بر روی یک قالب نازک پلاستیکی یا کائوچویی پیچیده شده است. سیم پیچی آرمیچر معمولا دارای دو سر است که از لای دسته سیم پیچ و پوسته بیرون آمده و به حلقه های مسی که کلکتور نام دارد متصل میشود. دور سیم پیچ آرمیچر را هسته ای آهنی دو یا چند تکه فرا گرفته که به شکل قطعات V شکل در کنار هم قرار گرفته اند. وظیفه آرمیچر تولید نیروی مغناطیسی دینام است. نیروی مغناطیسی آرمیچر بوسیله حرکت جریان الکتریکی باطری اتومبیل در سیم پیچ آرمیچر تولید میشود، چرخش آرمیچر باعث عبور خطوط مغناطیسی آرمیچر در سیم پیچ های استاتور یا همان بالشتک دینام شده و جریان الکتریکی را در سیم پیچ های بالشتک به حرکت در می آورد. بنابر این میتوان گفت توان الکتریکی تولید شده در استاتور تا حد زیادی به مقدار نیروی مغناطیسی آرمیچر وابسته است، به همین خاطر یک رگلاتور الکتریکی که به آن آفتامات نیز میگویند دائما جریان الکتریکی ورودی آرمیچر را کنترل میکند تا ولتاژ و جریان خروجی استاتور را در حد معینی نگاه دارد.

آفتامات دینام3. آفتامات دینام (رگلاتور )

رگلاتور در دینام که در بین عموم به آفتامات مشهور است نام یکی از قطعات مهم دینام است. وظیفه آفتامات در دینام کنترل جریان الکتریکی ورودی آرمیچر است . از آنجا که مقدار توان الکتریکی تولید شده در استاتور به نیروی مغناطیسی آرمیچر وابسته است، آفتامات با کنترل جریان ورودی آرمیچر بطور مستقیم بر توان خروجی دینام تاثیر میگذارد . به این ترتیب آفتامات دینام همواره بر توان الکتریکی خروجی دینام نظارت دارد. ریگلاتورهای دینام در گذشته از رله و مقاومت سیمی ساخته میشدند و به آنها آفتامات می‌گفتند، این نام همچنان امروزه برای رگلاتور دینام بکار برده میشود. امروزه برای ساخت رگلاتور یا همان آفتامات دینام از قطعات مختلف الکترونیکی استفاده میشود اما اغلب دارای مدار مقایسه کننده ترانزیستوری هستند که بسیار دقیق تر و کار آمد تر از سیستم رله ای گذشته است.

دیود دینام اتومبیل
مجموعه دیود دینام
4. واحد یکسوساز ( دیود دینام)

واحد یکسوساز دینام که در بین تعمیرکاران به دیود دینام مشهور است، یکی از قطعات دینام یا آلترناتور است. جریان الکتریکی تولید شده در استاتور دینام بصورت چندین فاز متناوب یا AC است که به دلیل تغییر دور موتور دارای فرکانس0ی متغییر است. جریان خروجی متناوب استاتور وارد دیود های واحد یکسوساز شده و به جریان DC تبدیل میشود . معمولا از چند پل دیودی برای یکسوسازی جریان استفاده میشود که تعداد دیودهای آن به تعداد خروجی های استاتور بستگی دارد ‌. دیودهای تشکیل دهنده واحد یکسوساز بدلیل عبور دادن جریان بالا حرارت زیادی تولید کرده و به همین خاطر بر روی صفحات خنک کننده آلومینیومی نصب میشوند که به آنها هیت سینک می‌گویند. تعداد دیودهای واحد یکسوساز در اتومبیل های مختلف قدیمی و جدید بسیار متفاوت است که حداقل از یک پل دیودی با چهار دیود تشکیل شده است .

چراغ دینام (چراغ باطری)

چراغ دینام که معمولا در پنل نشانگرهای اتومبیل قرار دارد چراغی است که شارژ یا عدم شارژ باطری را نشان میدهد به همین خاطر به آن چراغ باطری نیز می‌گویند. خاموش بودن چراغ دینام به معنی کارکرد صحیح دینام و تولید نیروی الکتریکی و روشن بودن آن به معنی عدم تولید نیروی الکتریکی در دینام می‌باشد. در اغلب دینامها که دارای استاتور با خروجی بیشتر از دو سر می‌باشند از چند دیود برای فرمان به چراغ دینام استفاده میشود. قطب منفی که در اتومبیل به بدنه اتصال دارد بعد از عبور از آرمیچر وارد پل دیودی شده و بوسیله یک یا چند دیود به خروجی چراغ دینام متصل میشود و در حالت ثابت بودن دینام خروجی منفی دارد . چراغ دینام از سمت دیگر به جریان مثبت خروجی سوییچ اتومبیل متصل میشود، به همین خاطر با باز شدن سوییچ اتومبیل چراغ دینام روشن میشود. پس از استارت و روشن شدن موتور اتومبیل با چرخش آرمیچر و تولید نیروی الکتریکی اختلاف پتانسیل ایجاد شده در دیودها باعث مثبت شدن خروجی چراغ دینام و در نتیجه خاموش شدن آن می گردد. مدار مربوط به چراغ دینام اغلب درست عمل کرده و قابل اطمینان است اما در مواردی نیز دچار اشکال میشود. در مواردی مانند کوتاه شدن زغال کلکتور چراغ دینام با باز شدن سوییچ روشن نمیشود.

ادامه مطلب به زودی…

نویسنده: مسعود جعفری پور