Vekselstrømsgeneratoren

Dette var et hæderligt forsøg på at lave et lille skrift til at øge forståelsen af en vekselstrømsgenerators virkemåde, derfor er dette lille skrift tilegnet de der gerne vil vide lidt om hvorledes en vekselstrømsgenerator fungerer, og jeg håber at det kan bruges (forstås).

Af Steen Gruby

Hvad gør man, når man står med et køretøj hvor der næsten ikke er lys på, dårligt kan starte og slet ikke lade akkumulatoren. Ladelampen slukker godt nok, og skulle således indikere, at generatoren gør sin pligt - Men ak!

Det at ladelampen slukker fortæller blot at generatoren kan opbygge en spænding på "næsten" 12 volt, det er nok til at lampen slukker. Det siger længe ikke noget om at generatoren er i stand til at afgive strøm.

Normalt, når en generator arbejder, skal den opbygge en spænding på op til 14,5 volt målt over batteriets klemmer. Det betyder, at der lige efter start vil gå en meget høj strøm mellem generatoren og batteriet, idet batteriet i hvil ligger på 12,0 volt, og også er blevet tappet lidt af starteren.

Hvis du har et voltmeter prøv da at måle spændingen med motoren gående. Hvis den er lavere end 13 volt er den gal. Fejlen kan da være at finde enten i generatoren selv, dens ensrettere eller spændingsregulatoren.

Ældre motorcykler har en "rigtig" jævnstrømsdynamo, hvorimod de fleste moderne motorcykler har en vekselstrømsgenerator til at fremstille elektricitet til ekvipagens forbrugere.

De fleste ældre engelske cykler har magnettænding, hvilket kunne lede til en mistanke om at jævnstrømsdynamoen i virkeligheden er så ustabil at den ikke er betroet at levere livsnødvendig energi til motoren. Hvilket heller ikke er helt forkert. De fleste indehavere af en raritet af ældre oprindelse, er i reglen i stand til at holde liv i jævnstrøms lysanlægget uden hjælp.

Anderledes stiller det sig med vekselstrømsanlæg, idet de i praksis er meget stabile og sjældent går i stykker. En vekselstrømsgenerator en en fiks opfindelse. Princippet er, at man har et roterende felt, der arbejder inde i en stator.

ældre generator

Generatoren består i grove træk af fire dele: En stator, en rotor, en ensretter og en regulator. Statoren består af 3 viklinger man hiver den store strøm ud af, og feltet er den vikling man styrer strømmen (spændingen) med. Selv om feltet har tre viklinger er det i reglen opdelt i mange poler, hvorpå viklingerne er fordelt. Feltet er udformet som en rotor, der som regel er monteret på krumtappen, men ikke behøver at være det.

Statorens er forbundet dels til akkumulatoren gennem en ensretter, dels til stel. Den ene side af feltet er forbundet til akkumulatorens plus (gennem nøglen), og den anden side til regulatoren. Feltets opgave er at styre spændingen ud af generatoren hvorved man styrer en stor strøm med en ganske ringe ditto. Da der jo er tale om vekselstrøm, og det vi ønsker er jævnstrøm, anvendes der i regelen tre dobbeltenstrettere (6 dioder) der er monteret på en køleplade. Altså tre ledere ind fra feltet, og plus og minus ud.

Selve reguleringen foregår ved at den side af feltviklingen der sidder på regulatoren bliver koblet mere eller mindre til stelpotentiale, eller bliver forspændt (magnitiseret) mere eller mindre. Jo nærmere den er på stel, jo større strøm (højere spænding) leverer generatoren.

En hage er der dog ved den type vekselstrømsgenerator. Den kan ikke "starte" sig selv. Der skal være spænding på batteriet for at drive generatoren i gang.

relæ

I de fleste generatorer anvendes der to slæberinge med kul til at overføre strømmen mellem det roterende felt og de faste komponenter. I mange MC-generatorer er der en yderst fiks detalje, nemlig at feltet også er "fastsiddende", men inducerer til et sæt omløbende magneter. Det er smart, idet det giver færre sliddele.

Yamaha XS500 (Øh høm!)er et glimrende eksempel på den type generator. Diagrammet vist her til højre:

Med tiden har de komponenter der er til rådighed til spændingsstabilisering ændret sig således at de kan tåle en større strøm, hvilket har muliggjort at regulere direkte på den spænding generatoren naturligt giver fra sig. Derfor findes der generatorer der ikke har en feltvikling, men derimod et roterende anker med permanente magneter. En sådan generator giver op til 80 volt AC (vekselspænding) fra sig, og den spænding ensrettes og sendes gennem en spændingsstabilisator. Den type generator må aldrig frakobles batteriet med mororen kørende, idet risikoen for at spændingen stiger over 15 volt og cyklens styreelektronik kan blive beskadiget, er stor.

ny generator

De følgende målinger er med stillestående motor. Husk at trække stikkene før der måles på generatoren.

I den første type generator er det meget almindeligt at kullene er slidt ned - det vil bevirke den fejl der bevirker at ladelampen slukker uden at afgive strøm (hvis man kigger meget nøje på ladelampen er der måske en lille svag glød i den).

Generatortype 2 kan næsten kun have fejl i form af afbrudte viklinger, hvilket også gælder for den tredje type. Viklingerne kan måles med et ohmmeter, og bør når man måler mellem de tre ledere der fører ind til statoren ligge mellem 0,5 - 1 ohm. En tilsvarende måling på feltet bør ligge mellem 2 - 4 ohm for typer uden kul.

Ensretterne kan ligeledes checkes med et ohmmeter. Brug helst et viserinstrument, det er rarest at arbejde med. Et digitalinstrument kan anvendes, men så vil værdierne for en ok diode i lederetningen kunne antage værdier på op til 7Kohm. Ohmmeteret indstilles til x1 (gange 1). Husk at trække stikkene til ensretteren så den "svæver" (ingen forbindelser til omverdenen). Forbind ohmmeterets pluspol til ensretterens pluspol, og derefter ohmmeterets minuspol skiftevis til de tre ledninger der går til feltet.

Der skal nu kunne foretages tre ens målinger på ca 8-10 ohm. Der må ikke være nogen åbne, ejheller kortsluttede (det sidste er uhyre sjældent hvis en diode kortslutter tager generatoren i reglen livet af den meget hurtigt).

Hvis ohmmeterets poler vendes og målingen gentages skal der måles 3 gange uendeligt (værdien er ca. 300 Kohm). Forbind derefter ohmmeterets minuspol til ensretterens minuspol, og ohmmeterets pluspol skiftevis til de tre ledninger der går til statoren. Der skal igen være tre ens målinger ca. 8-10 ohm. Hvis ohmmeterets poler vendes skal der også her måles tre gange uendeligt (værdien er ca. 300 Kohm)

Jeg skal lige påpege at der findes måleinstrumenter der er internt ompolariserede, så man vil få "omvendte" målinger af det jeg beskriver, men det betyder ikke noget. Blot man ved det.

At måle på selve regulatoren er mere rigtigt. Hertil skal bruges en variabel strømforsyning 0 - 25 volt 1 Amp. Indstil strømbegrænsningen til ca. 0,6 Amp. På min regulator kommer der tre ledninger ud:

  • Brun er til batteriet (og den ene side af feltet).
  • Grøn er til den anden side af feltet.
  • Sort er til stel.
  • Mellem de tilledninger hvor feltet normalt sidder (brun / grøn) sættes en 12 volt 5 watt lampe.
  • Den variable strømforsyning sættes på + brun og - sort.
  • Spændingen øges langsomt fra 0 til 12 volt.
  • Pæren vil lyse.
  • Hvis spændingen øges yderligere til 14,5 volt bør pæren slukke. Pæren slukker ved ca. den værdi regulatoren arbejder på.

Jeg har et diagram der beskriver en bedre målemetode, men den er for lang at forklare. Er der nogen der vil have den, sender jeg den gerne som fax.