Električni generator opskrbljuje strujom sve električne uređaje automobila i puni akumulator – spremnik električne energije za vrijeme kad motor ne radi. Generator je mala elektrana koju pokreće motor; kad motor ne radi, električnu energiju daje akumulator. Akumulator može opskrbljivati brojne potrošače od kojih je nekima potrebno mnogo struje samo kraće vrijeme.

Električni generator može biti dinamo – generator istosmjerne struje ili alternator – generator izmjenične struje. Danas većina automobila ima generatore izmjenične struje, dakle alternatore; oni su jači i već pri najmanjem broju okreta daju dovoljno struje za punjenje akumulatora.

generator istosmjerne struje
Generator istosmjerne struje

Budući da je za punjenje akumulatora potrebna istosmjerna struja, svi alternatori imaju još i usmjerivač koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu.

Sve vrste generatora proizvode električnu energiju okretanjem rotora. U dinamima su navoji, u kojima se stvara električna struja, namotani na rotor i okreću se s njim. U alternatorima navoji, u kojima se stvara struja, miruju i namotani na stator okružuju rotor.

Alternator
Alternator

Oduzimanje struje s rotora koji se okreće stvara teškoće, a isto tako nije jednostavno ni hlađenje sistema koji se brzo okreće, u kojem su velike struje. Zato je granica kapaciteta automobilskog dinama negdje kod struje 50 ampera i 7000 okreta u minuti. Da bi dinamo davao dovoljno struje za punjenje akumulatora, mora se okretati s najmanje 1000 okreta u minuti. Zbog toga dinamo u praznom hodu motora (ispod 800 okreta u minuti) ne puni akumulator.

Svih tih problema nema kod alternatora, jer kod njega miruje namot u kojem se stvara električna energija. I problemi u vezi s hlađenjem su znatno manji. Tako alternator može davati struje jačine iznad 50 ampera i podnijeti više od 10000 okreta u minuti.

RAD GENERATORA ISTOSMJERNE STRUJE

Generator istosmjerne struje ili dinamo je sastavljen od valjkastog poklopca po­la, u kojem su jedan nasuprot drugome dva elektromagneta (stator). Između elektromagneta se vrti rotor, kotva s namotom.

Krajevi svih rotorskih namota vode k paru kolektorskih lamela po kojima skližu dvije ugljene četkice.

Rotor pokreće klinasti remen s motora. Kada kroz namote obaju elektromagneta statora (uzbudni namot) prolazi slaba električna struja, stvara se magnetsko polje.

U tom magnetskom polju se okreće rotor i u rotorovom namotu se inducira napon koji oduzimaju četkice na kolektoru. Jedna četkica uvijek dobiva pozitivni, a druga negativni napon. Kada je na četkice priključen potrošač, onda teče istosmjerna struja. Veličina električnog napona, koji proizvodi dinamo, ovisi o brzini rotora i jačini magnetskog polja koja opet ovisi o jačini struje u uzbudnom namotu.

Kada dinamo mora predavati mnogo struje (npr. za pogon velikih potrošača), motoru oduzme često više od 1 KS.
Zato što se dinamo mnogo zagrijava kad je pod velikim opterećenjem, na remenici postoje lopatice koje usmjeravaju zrak za hlađenje kroz dinamo.

RAD GENERATORA IZMJENIČNE STRUJE

Generator izmjenične struje (ili alternator) ima induktivne namote, odnosno namote u kojima se stvara električna energija, na mirujućem prstenu, statoru. Usred statora se okreće rotorski namot, okružen kandžastim polovima.

Rotor je elektromagnet s jednim uz-budnim namotom, koji se okreće, i čiji krajevi su priključeni na odvojene klizne prstene. Četkice na kliznim prstenima dovode električnu struju rotorskom namotu. Pri tome se stvara magnetsko polje sa sjevernim (N) i južnim (S) polom.

Ako se sada magnetsko polje pomiče (u ovom slučaju okreće) pored induktivnog namota, u namotu se stvori električni napon. Što je više magneta koji u određenom vremenu prolaze pored ovog namota (ovde pored više statorskih namota), veći je ostvaren napon. Ako je rotor više puta podijeljen, učinak je jednak, kao da se okreće više magneta.

Medu ostalim, prednost alternatora je i u tome da nema kolektora na kojem oduzimanje velikih struja kod dinama uzrokuje probleme s iskrenjem. Uzbudna je struja koju kod alternatora dovode četkice na klizne prstene rotora tako mala, da iskrenje ne uzrokuje teškoće.

U alternatoru se u odnosu na statorske namote izmjenično pomiču sjeverni i južni pol rotora, i stvara se izmjenični napon.

Zbog akumulatora je automobilu potrebna istosmjerna struja. Stoga struju iz alternatora treba diodama ili drugim usmjerivačima pretvoriti u istosmjernu.
Alternator je našao put u osobne automobile tek poslije otkrića silicijevih dioda i tranzistora, koji su zamijenili ranije velike usmjerivače i regulatore napona.

Alternator automatski podešava predavanje svoje snage i potreban mu je samo jedan regulator napona. Usmjerivači preuzimaju i ulogu prekidača za povratnu struju.
Upotrebom tranzistora regulatori su postali tako maleni, da se mogu ugraditi u sam alternator.

REGULATOR

Napon električnog generatora mora uvijek biti jednako velik, zbog čega je na njega priključen regulacijski prekidač koji ograničava napon i ublažava predavanje. Kad toga ne bi bilo, akumulator bi se previše napunio ili pokvario potrošače.

Regulator štiti generator od preopterećenja i takozvanim prekidačem povratne struje sprečava pražnjenje akumulatora preko generatora, kada se on okreće polako.