دینام ماشین چیست و نحوه کارکرد آن
دینام ماشین چیست و نحوه کارکرد آن : در این مقاله، ما قصد داریم در مورد یکی از اجزای خودرو، یعنی دینام خودرو و نحوه کارکرد آن صحبت می کنیم. به طور خاص، ما یک دینام معمولی خودرو را از نزدیک بررسی خواهیم کرد. تمام قطعات داخلی و اجزای اصلی آن را بررسی می کنیم. سپس در مورد چگونگی کار این قطعات با یک دیگر برای انجام کاری که دینام در نظر گرفته شده است صحبت خواهیم کرد.
دینام ماشین چیست؟
دینام خودرو به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از هر وسیله نقلیه با موتور احتراقی، وظیفه اصلی تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی AC را بر عهده دارد تا بتوان باتری موتور و سایر اجزای الکتریکی خودرو را شارژ کرد.
دینام در واقع برق ماشین را تولید می کند. با چرخش دینام، یک ولتاژ DC در درجه اول برای شارژ باتری خودرو ایجاد می شود. باتری جریان عظیم مورد نیاز برای راه اندازی موتور خودرو را تامین می کند. هنگامی که وسیله نقلیه کار می کند، دینام با تامین برق برای راه اندازی سیستم های الکتریکی خودرو کمک می کند.
همه خودروهای دارای موتور احتراق داخلی دارای دینام هستند به استثنای برخی خودروهای هیبریدی که دارای بسته باتری بزرگی هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره می کنند. دینام در جلوی موتور نصب می شود و توسط تسمه ای کار می کند که نیرو را از میل لنگ چرخان موتور می گیرد.
تفاوت بین دینام و ژنراتور
همان طور که قبلاً گفتیم، دینام وسیله ای است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی AC تبدیل می کند. ژنراتور وسیله ای مکانیکی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی AC یا DC تبدیل می کند. بنابراین، طبق تعریف، احتمالاً می توان گفت که دینام یک ژنراتور است.
اجزای اصلی دینام خودرو
همانطور که می توانید تصور کنید، تفاوت هایی در ساخت دینام وجود دارد و به این ترتیب، بسته به فروشنده تعداد قطعات متفاوتی وجود دارد. اجزای یک دینام به گونه ای طراحی شده اند که نوع و مقدار مناسب قدرت را برای خودرو فراهم کنند. دینام ها سه جزء اصلی دارند که عبارتند از روتور، استاتور و یکسو کننده. اجزای بیشتری وجود دارد که در ادامه مقاله به آن ها خواهیم پرداخت. اجزای اصلی دینام خودرو عبارتند از:
- روتور
- استاتور
- برس و حلقه های لغزنده
- یکسو کننده
- سه دیود
- تنظیم کننده ولتاژ
- فن خنک کننده
روتور
در حالی که موتور خودرو در حال کار است، روتور یک سیستم قرقره و تسمه محرک را روی یک شفت می چرخاند. در قلب روتور یک آهنربای الکتریکی قرار دارد که اغلب به آن سیم پیچ میدان می گویند. آهنربای الکتریکی شامل یک سیم رسانا است که به دور یک قطعه فلز مغناطیسی پیچیده شده است.
ولتاژ به سیم سیم پیچی اعمال شده و باعث تولید جریان در آن می شود. ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف سیم پیچ بسیار شبیه یک آهنربای دائمی است و یک قطب شمال و یک قطب جنوب وجود دارد. هم چنین روتور دینام خودرو دارای یک سری قطعات متناوب شمالی و جنوبی است که در اطراف سیم پیچ های میدان قرار گرفته اند که دور هسته آهنی روی شفت روتور می پیچند.
استاتور
استاتور به بخش ثابت دینام گفته می شود که روتور در داخل آن قرار گرفته و بدون لمس فیزیکی آن می چرخد. چرخش روتور در داخل استاتور به دلیل یک میدان مغناطیسی دوار باعث ایجاد ولتاژ القایی در سیم پیچ های استاتور می شود. در هر انتهای شفت یک برس و یک حلقه لغزنده قرار دارد. استاتور از سه سیم پیچ مجزا تشکیل شده است که یک سر هر سیم پیچ به هم متصل است. سیم پیچ های استاتور به طور مساوی در فواصل 120 درجه در اطراف شفت آهنی قرار گرفته است.
برس و حلقه های لغزنده
برس ها و حلقه های لغزنده دینام خودرو یکی از اجزای اصلی تولید میدان مغناطیسی در دینام ماشین محسوب می شوند. اعمال ولتاژ به سیم پیچ میدان روتور از طریق حلقه های لغرنده دینام انجام می گیرد.
روتور در حال چرخش به یک آهنربای الکتریکی تشکبل شده و در هر سیم پیچ استاتور یک ولتاژ القا می شود. ولتاژهای القایی به دلیل تغییر قطب الکترومغناطیسی در طول چرخش روتور، یک جریان متناوب AC خواهد بود. ما در نهایت با سه ولتاژ مجزا که هر کدام 120 درجه با یک دیگر اختلاف فاز دارند، مواجه می شویم. اکنون ما سه ولتاژ متناوب داریم که توسط روتور چرخان ما تولید می شود. اما برای شارژ باتری و کارکرد دستگاه های الکتریکی خودرو به ولتاژ DC نیاز داریم.
یکسو کننده
یکسو کننده دینام که از چند دیود تشکیل شده است وظیفه تولید ولتاژ DC را بر عهده دارد. به عبارت بسیار ساده، دیود اجازه می دهد جریان فقط در یک جهت جریان یابد. یک دیود دارای دو ترمینال آند و کاتد است. اگر ولتاژ آند از کاتد بیشتر باشد، جریان از دیود عبور می کند. در غیر این صورت، جریانی از دیود عبور نمی کند. وقتی یک ولتاژ جریان متناوب AC را به مداری که یک دیود در آن قرار دارد، اعمال کنیم، یک جریان مستقیم DC را به عنوان ولتاژ خروجی دریافت می کنیم. ولتاژ خروجی DC دقیقاً پایدار نیست، اما می توانیم سیگنال ناهموار را بیشتر تصحیح کنیم.
اغلب یکسو کننده دینام دارای شش دیود است. شش دیود در یک ماده هیت سینک فروکش کننده حرارت نصب شده اند تا به دلیل گرمای شدیدی که در آنها ایجاد می شود، نسوزند. دلیل این که ما تعداد زیادی دیود در دینام داریم این است که سه ولتاژ با 120 درجه از هم جدا شده در استاتور تولید می شود. بنابراین، برای استفاده از هر سه ولتاژ، برای هر فاز جریان، دو دیود اختصاص خواهیم داد. دیود ها به گونه ای طراحی شده اند که هر دو نیم سیکل هر سه ولتاژ متناوب استاتور را اصلاح و تبدیل می کند.
دیود سه گانه
همان طور که قبلاً گفتیم، سیم پیچ میدان روتور یک آهنربای الکتریکی است. یک ولتاژ DC از طریق حلقه های لغزش از دو منبع مختلف اعمال می شود. اولین منبع از باتری در هنگام روشن شدن موتور است. منبع دوم از خود دینام است که روتور از طریق قطعه ای به نام دیود سه گانه در حال چرخش است. دیود های سه گانه در اشکال و اندازه های مختلف وجود دارند، اما همه آن ها دارای سه دیود هستند. دقیقاً مانند یکسو کننده، پایانه های ورودی سه دیود به هر خروجی ولتاژ استاتور متصل می شوند. ترمینال خروجی هر دیود به هم متصل است. دیود سه گانه بخشی از ولتاژهای خروجی استاتور را به ولتاژ DC تبدیل می کند.
تنظیم کننده ولتاژ
خروجی دیود سه گانه به تنظیم کننده ولتاژ وصل می شود و پس از راه اندازی و کارکرد موتور به ولتاژ انرژی دهنده برای آهنربای الکترومغناطیسی روتور تبدیل می شود. تنظیم کننده ولتاژ در اشکال و اندازه های مختلف بسته به مدل فروشنده و دینام وجود دارد. تنظیم کننده ولتاژ یک دستگاه الکترونیکی است که مانند یک مانیتور ولتاژ دینام عمل می کند زیرا ولتاژ باتری را زیر نظر دارد.
این قطعه که با نام رگولاتور نیز شناخته می شود، تنظیم ولتاژ برق مغناطیسی را بر عهده دارد به طوری که ولتاژ های خروجی استاتور بدون توجه به سرعت چرخش روتور نسبتاً ثابت نگه داشته شوند. دلیل ثابت نگه داشتن ولتاز استاتور این است که اگر ولتاژ خیلی زیاد باشد، باتری و سایر وسایل الکتریکی ممکن است آسیب ببینند.
فن خنک کننده
دینام ها گرمای زیادی از خود ساطع می کنند و برای کارکرد موثر باید خنک شوند. در حالی که آن ها با دریچه ها و پوشش آلومینیومی برای انتشار بهتر گرما ساخته شده اند، آن ها همچنین مجهز به فن های چرخان برای خنک کننده بیشتر هستند. مدل‌های دینام جدید دارای فن های خنک کننده داخلی هستند، در حالی که نسخه های قدیمی تر معمولاً دارای پره های فن خارجی هستند.
چگونه همه قطعات دینام خودرو با هم کار می کنند؟
به نظر می رسد که ما تمام قطعات دینام را توضیح داده ایم. بنابراین، باید ببینیم که چگونه تمام قطعات یک دینام با هم کار می کنند. سوئیچ جرقه به باتری اجازه می دهد تا روتور را روشن کند. با بالا رفتن دور موتور، روتور سریع تر می چرخد. ولتاژ استاتور افزایش می یابد و در نتیجه ولتاژ باتری خروجی یکسو کننده بالا رفته و تنظیم کننده ولتاژ افزایش ولتاژ باتری را حس می کند. تنظیم کننده ولتاژ الکترومغناطیسی را کاهش می دهد و در ادامه ولتاژ استاتور کاهش می یابد.
نحوه کارکرد دینام خودرو
میل لنگ موتور دارای تسمه ای است که دینام را به حرکت در می آورد. دینام جریان الکتریکی را برای خودرو تولید می کند. در حالی که دینام می چرخد، یک ولتاژ جریان مستقیم DC ایجاد می شود که باتری را دوباره شارژ می کند. باتری وظیفه روشن کردن موتور را بر عهده دارد. با این حال، هنگامی که موتور روشن است، این دینام است که تمام وسایل و اجزای الکتریکی خودرو را تغذیه می کند.
دینام خودرو چگونه برق تولید می کند؟
ممکن است فکر کنید که باتری برق ماشین شما را تامین می کند، اما این طور نیست. باتری، الکتریسیته مورد نیاز موتور استارت برای راه اندازی خودرو را تامین می کند. هنگامی که ماشین در حال کار است، دینام برای تغذیه سیستم الکتریکی و شارژ باتری انرژی تولید می کند. دینام قبلاً ژنراتور نامیده می شد و به روشی مشابه کار می کرد. در این حالت، موتور احتراق داخلی خودرو قرقره هایی را در زیر کاپوت می چرخاند که باعث چرخش قرقره دینام شده و انرژی ایجاد می کند.
یک دینام همراه با باتری برای تامین برق اجزای الکتریکی خودرو کار می کند. خروجی دینام جریان مستقیم DC است. هنگامی که قرقره دینام می چرخد، جریان متناوب AC از میدان مغناطیسی می گذرد و جریان الکتریکی تولید می شود. سپس از طریق یکسو کننده به DC تبدیل می شود.
پیشرفت در فناوری به این معنی است که دینام ها در 50 سال گذشته به شدت تغییر کرده اند. در اصل، دینام ها فقط برای تولید جریانی که توسط یک تنظیم کننده خارجی کنترل می شد، استفاده می شد. معرفی یک رگولاتور داخلی، در دهه 1990 میلادی، از چراغ هشدار برای تحریک دینام و شروع فرآیند شارژ استفاده کرد. بسیاری از وسایل نقلیه مدرن با معرفی سیستم های شارژ هوشمند، سیستم شارژ نوع درخواست بار را اتخاذ کردند.
این سیستم ها توسط واحد کنترل موتور خودرو ECU کنترل می شوند. هما نطور که خودرو به بار بیشتری نیاز دارد، ECU سیگنالی به دینام ارسال می کند و از آن درخواست می کند تا شارژ را شروع کند. دینام باید با بار های الکتریکی متفاوت کنار بیاید و نرخ شارژ خود را متناسب با آن تنظیم کند. این روز ها در صورت بروز خطای شارژ در خودرو، تشخیص خرابی این نوع دینام آسان است، اما در بیشتر مواقع هیچ ایرادی در دینام مشاهده نمی شود.
علائم خرابی دینام خودرو
دینام ها معمولاً به توجه زیادی نیاز ندارند مگر این که فرسوده شوند. بیشتر آن ها در شرایط بهینه بین 7 تا 10 سال دوام می آورند. با این حال، راه های مختلفی وجود دارد که می توانید بفهمید دینام شما خراب شده است یا خیر. از علائم خرابی دینام خودرو می توان به موارد زیر توجه کرد:
- نیاز به تقویت مداوم باتری خودرو
- وجود مشکل در استارت زدن خودرو
- کم نور شدن چراغ های روی داشبورد
- تاخیر در لوازم جانبی برقی خودرو
مجتمع آموزشی برق برگزار کننده دوره های مکانیکی خودرو مانند: دوره آموزش نقاشی خودرو ، آموزش ایسیو ، دوره آموزش برق خودرو ، دوره صافکاری PDR و … می باشد برای شرکت در دوره مورد نظر و یا کسب اطلاعات بیشتر با شماره های آموزشگاه تماس حاصل نمایید.
