برای تامین جريان برق مورد نياز خودرو و شارژ باتری ،نیاز به سیستمی است که بتواند اين هدف را برآورده كند. به عبارت ساده تر، سیستم شارژ خودرو بايد بتواند تحت هر شرايط، برق مصرف كننده های خودرو مانند سيستم جرقه، چراغها و غيره را تأمين كرده و علاوه بر آن باتری را شارژ نمايد.
سیستم شارژ خودرو، انرژی مكانيكی موتور را تبديل به انرژي الكتريكي کرده و هنگامي كه موتور روشن می شود، سیستم شارژ جريان برق مورد نياز قسمت های الكتريكی خودرو را تأمين می كند. در دورهای پائين موتور خودرو، هنگامی كه برخي مصرف كننده ها مانند چراغهاي جلو كه جريان زيادي را مصرف می كنند، روشن باشند، ممكن است كمی از جريان باتری مورد نياز باشد، اما در دورهای متوسط به بالا اين مجموعه، انرژی مورد نياز تمام وسايل برقی خودرو را تأمين می كند. بعلاوه مقداری از جريان برق را برای شارژ كردن باتری، به باتری مي فرستد.
تفاوت دینام و آلترناتور در سیستم شارژ خودرو
آلترناتورها مولد جريان برق متناوب می باشند. اساس كار آنها شبيه به دينام ها می باشد با اين تفاوت كه در دينام ها ميدان آهنربايی (مغناطيسي) ثابت است و جريان الكتريكي در قسمت متحرك (آرميچر) بوجود مي آيد، اما در آلترناتورها برعكس می باشد بطوری كه، ميدان آهنربايي (روتور) متحرك است و جريان الكتريكي در قسمت ثابت شده روي بدنه آلترناتور كه استاتور نام دارد توليد می شود.
مزایای آلترناتور نسبت به دینام
تقريباً تمام اتومبيل های امروزی بجاي دينام، از آلترناتور استفاده مي كنند. دلايل اين جايگزيني عبارتند از:
1- احتياج كمتر به سرويس و نگهداري
2- استفاده از آفتامات هاي الكترونيكي (ترانزيستوري) كه نسبت به نوع الكترومكانيكي دقيقتر عمل كرده و كمتر خراب مي شوند.
3- مقدار جريان توليدی در دورهاي پايين نسبت به دينام بيشتر است.
4- داراي وزن كمتري نسبت به دينام مي باشد.
اجزای تشکیل دهنده آلترناتور:
بدنه، روتور، استاتور، صفحه ديود (ركتي فاير)، زغالها و فنر زغال، پولي و پروانه (پنكه). علاوه بر اين اگر آفتامات آلترناتورها از نوع ترانزيستوري باشد، در داخل آلترناتور قرار دارد. شكل زیر اجزاء آلترناتور را نشان مي دهد.
بدنه اصلی:
تمام قسمتهای آلترناتور روي آن نصب مي شوند.
روتور:
روتور خودرو شامل يك محور اصلي، دو قطب پنجهای، يك سيم پيچ و دو حلقه مسي مي باشد كه در شكل زیر ملاحظه مي شود.
استاتور:
استاتور، استوانهاي توخالي و فلزی است كه محيط داخلي آن شيارهايی دارد. از اين شيارها سيم هايي عبور ميكند كه در آنها جريان برق توليد مي شود. استاتورها از ورقه های نازك فولادی كه بوسيله پرس روي هم قرار گرفته اند، ساخته مي شوند.
صفحه ديود:
مجموعه ای از چند ديود وظیفه يكسوسازی جريان توليدی را برعهده دارند. چون كاركرد ديودها در اثر افزايش دما، كاهش پيدا ميكند، صفحه ديودها را معمولاً طوری قرار مي دهند كه هوا بتواند از كنار ديودها عبور كند و ديودها را خنك كند.
رگولاتور یا آفتامات در سیستم شارژ خودرو:
رگولاتورها یا آفتامات ها براي كنترل ولتاژ توليدی و جريان مصرفي استفاده مي شوند و با اين عمل از صدمه ديدن و سوختن مولد برق و مصرف كننده ها جلوگيري مي شود و همچنين رابطي بين باتري و دينام مي باشد. هنگامي كه دور موتور بالا رود، ولتاژ برق توليدي در دينام زياد مي شود. اين افزايش اگر از حدی بيشتر شود باعث سوختن مصرف كننده ها يا آسيب ديدن آنها مي شود. بعلاوه اگر تعداد مصرف كننده هاي خودرو در يك لحظه زياد شود، جريان (آمپر) زيادي از دينام كشيده مي شود، كه اين عمل موجب آسيب ديدن دينام مي گردد. همچنين اگر وقتي كه دور موتور پايين مي باشد يا موتور خاموش است، دينام به باتری متصل شود. جريان برق از باتری به دينام مي رود و باعث سوختن دينام مي شود. بنابراين براي جلوگيري از موارد گفته شده از وسيله ای به نام رگولاتور يا آفتامات استفاده مي گردد.
به طور خلاصه رگولاتور بايد اهداف زير را برآورده سازد.
1- كنترل مقدار ولتاژ توليدي براي محافظت از مصرف كننده ها.
2- كنترل مقدار جريان مصرفي براي محافظت از دينام.
3- اجازه شارژ باتری و جلوگيري از ورود جريان باتری به دينام در موقع خاموش بودن موتور و آسیب دیدن دینام.
زغالها و فنر زغالها:
براي خارج كردن برق توليدی آرميچر، از زغالها استفاده مي شود. زغالها مخلوطی از كربن و مس مي باشند در هر دينام معمولاً دو زغال قرار دارد. تماس زغالها با كلكتور بوسيله فنر پشت زغال حفظ مي گردد.