Dynamo instalované v našem vozidle je stejnosměrné derivační, pro napětí 6 V a o výkonu 220 W. Vyrábí stejnosměrný proud pro spotřebiče na voze a dobíjí akumulátor. Jeho elektrické schéma je na obr. 5. Budící vinutí je zapojeno pro regulaci "na plus" /název z praxe; odvozen ze zapojení regulačního odporu/, což je výhodné z hlediska bezpečnosti; při zkratu budícího vinutí na kostru se dynamo odbudí.
Vlastnosti dynama nejlépe znázorňují
charakteristiky na
obr. 6. Tvar charakteristik závisí na vlastnostech elektrického a
magnetického obvodu. Toto je již dáno konstrukcí dynama a nebudeme se tím tedy
zabývat. Z charakteristik vyplývá, že pracovní hodnoty napětí i proudu jsou
velmi proměnlivé, protože dynamo nepracuje při konstantních otáčkách. Se
stoupajícími otáčkami motoru stoupalo by i napětí na výstupu dynama nad únosnou
mez. Proto bez regulace by se dynamo nabudilo na příliš vysoké napětí a
poškodily by se spotřebiče i samotné dynamo. Výkon se musí regulovat tak, aby
proud i napětí byly přizpůsobeny okamžité spotřebě, stavu i vlastnostem
akumulátoru a spotřebičů.
Elektrické veličiny dynama se regulují
regulačním spínačem, který je zařazen do budicího obvodu dynama a udržuje napětí
na výstupu v předepsaném rozmezí tím, že reguluje napětí na budicích cívkách
dynama. Regulační spínač je kombinován se zpětným spínačem.
Regulátor v našem vozidle je vibrační, tzn. že
kontakty ovládané elektromagnetem rychlým přerušováním a spínáním řídí průměrnou
hodnotu budícího proudu. Regulátor je jednocívkový dvoukotvový.
Podíváme se nyní na náš regulátor poněkud
podrobněji. Na obr. 7 je nakresleno mechanicko-elektrické
schéma a vlevo pak schéma elektrické.
Střední kontakt /4/ je pevně připojen na kotvu
napěťově cívky /Ll/ a je s ní pohyblivý. Tah elektromagnetu je závislý na
regulované hodnotě, tj. na napětí dynama. V klidu nebo při malé rychlosti
otáčení dynama, kdy je napětí malé, je středí kontakt /4/ spojen s pravým
dotekem /3/ a tím je zkratován odpor /Rl/ zapojený do série s budícím vinutím
dynama, čímž je toto vinutí připojeno přímo na napětí dynama. Jakmile se
rychlost otáčení dynama zvětší, vzroste napětí tak, že tah elektromagnetu
přemůže pružinu přidržující kontakty ve styku a střední kontakt /4/ se oddálí od
pravého kontaktu /3/, tím se zařadí do buzení regulační odpor /Rl/ a napětí i
magnetický tah se snižují, dokud pružina působící proti magnetickému toku
nevrátí kontakty /3; 4/ do styku. Celý cyklus se potom opakuje, kontakty spínají
a rozpínají v rychlém sledu. Při nižších a středních otáčkách kmitá střední
kontakt /4/ o frekvenci 50 - 200 kmitů za vteřinu mezi svou střední polohou a
pravým kontaktem /3/. V tomto sledu je také odpor zapínán nebo vypínán z obvodu
budícího vinutí dynama a tím je udržován potřebný průměrný budící proud.
Napětí dynama se měří při regulaci mezi dvěma
krajními hodnotami a za regulovanou velikost se pokládá střední aritmetická
hodnota průběhu tak, jak ji měří stejnosměrné přístroje magnetoelektrické.
Rozdíl mezi krajními hodnotami napětí při regulaci závisí na kmitočtu regulace.
Při vyšších kmitočtech se rozdíl zmenšuje, ale zvětšuje se namáhání kontaktů.
Příliš malý kmitočet vede zase k hrubé regulaci.
Tato regulace udržuje konstantní napětí na svorkách bez zřetele na zátěž nebo rych1ost otáček dynama, pokud je toto schopno potřebný výkon vydat, nebo postačí-li velikost připojovaného regulačního odporu k potřebnému snížení napětí. Toto má dvě nevýhody: regulace nechrání dynamo ani akumulátor před přetížením a rozsah regulace je omezen nejvyšší přípustnou velikostí regulačního odporu, který nesmí být příliš veliký, aby samoindukční napětí při zapojování odporu do budícího okruhu nepůsobilo nebezpečí jiskření na regulačních kontaktech.
DRUHÝ REGULAČNÍ STUPEŇ
pracuje takto:
Nestačí-li při dalším zvětšování rychlosti
otáčení dynama velikost regulačního odporu /R1/ k udržení napětí, je kotva relé
s pohyblivým kontaktem /4/ přitažena ze střední polohy dále, až přijde do styku
s kontaktem /5/ druhého stupně a tím se spojí buzení dynama nakrátko. Spojení
buzení nakrátko způsobí pokles napětí, kontakty se opět rozpojí a celý cyklus se
opakuje podobně, jak tomu bylo v prvním regulačním stupni.
Ochrana dynama
proti přetížení se zajišťuje tvarem zatěžovací regulační charakteristiky.
Regulační relé v našem vozidle je upraveno pro skloněnou charakteristiku /obr.
8/.
Cívka ovládajícího elektromagnetu má vinutí
napěťové /L1/ i proudové /L2/ a tah elektromagnetu je dán společným působením
obou vinutí. Protože podstatnou činností regulátoru je udržováni stálého tahu
působící na kotvu relé, tedy přibližně udržování stálého buzení relé, musí se
při zvětšení proudu zmenšit počet ampérzávitů napěťového vinutí a napětí musí
klesnout.
Činnost vibračního regulátoru závisí na
společném působení pružin, magnetických sil, vlivů setrvačnosti a přechodových
jevů na kontaktech. Z vlivů, které mohou v provozu působit na charakteristiku
regulátoru, jsou nejvýraznější změny zbytkového magnetismu, provozní teplota,
otřesy a stárnutí materiálů.
Zvýšení koercitivní síly způsobené silnějším
zmagnetováním obvodu, např. většími proudovými nárazy v sériovém vinutí nebo
zmenšením vzduchových mezer pří mechanických nárazech, působí pokles
regulovaného napětí. Různými vlivy v provozu se může remanence obvodu zvětšovat
i zmenšovat a tím měnit výšku regulační křivky.
Vliv teploty
na regulační cívku se projevuje hlavně jako vliv změn odporu vinutí. Regulátor
pracuje v podstatě tak, že udržuje magnetický tah v rovnováze se silou pružiny a
při určitém nastavení sil i mezer to znamená udržovat stálou magnetomotorickou
sílu. Počet ampérzávitů může být stálý při stálém napětí jen při neproměnném
odporu. Při teplotním součiniteli mědi 0,4% by vzrostlo regulované napětí mezi
20 a 100ºC o 32%. Regulátor se ohřívá vlastními ztrátami a jeho teplota též
závisí od teploty okolí. Snížení výkonu by se projevovalo nepříznivě právě v
obtížném provozu při krátkých projížďkách a častém spouštění motoru. Proto je
relé teplotně kompenzováno. Tato kompenzace spočívá na obecně známém faktu, že
odpor vodiče se mění se změnou teploty /při vzrůstající teplotě se zvyšuje, při
snižující teplotě se snižuje/. Na napěťové cívce regulátoru /Ll/ je navinuta
navíc cívka /L3/ a teplotně závislý odpor /R2/. Je to kompenzace pomocí
diferenciálního vinutí /protože vinutí cívky Ll a L2 jsou navinuta proti sobě/.
Cívky spojené paralelně magnetují proti sobě a mají různý teplotní součinitel
odporu.
Kromě zařízení pro regulaci patří k řídícímu
zařízení dynama určeného pro práci s akumulátorem i zařízení, které je samočinně
připojuje, má-li dynamo dostatečné napětí a odpojuje je, je-li jeho napětí nižší
než napětí akumulátoru, aby se akumulátor nevybíjel zpětným proudem. Je to tak
zvaný zpětný spínač /obr.
7/.
Spínač má dvě vinutí, napěťové /Ll/ a proudové
. /L2 L4/. Zpětný spínač spíná působením napěťového vinutí. Sériová cívka je
zapojena tak, že při nabíjení akumulátoru se její magnetomotorická síla sčítá s
magnetomotorickou silou cívky napěťové a odečítá se při vybíjecím proudu. Bez
sériového vinutí by spínač nepracoval spolehlivě, protože po spojení kontaktů je
napěťová cívka připojena na napětí akumulátoru, který je zdrojem s malým
vnitřním odporem, a spínač by nevypnul ani při zastavení dynama.
Paralelně ke kontaktům zpětného spínače je
zapojena kontrolní žárovka nabíjení /KŽ/. Jakmile napětí nabíjecího proudu
klesne pod hranici jmenovitého napětí akumulátoru, rozepnou se kontakty zpětného
spínače /1 a 2/, tím se odpojí výstup dynama od akumulátorové baterie a současně
se rozsvítí kontrolní žárovka nabíjení. Zpětný spínač opět sepne když napětí na
výstupu dynama dosáhne stejné výše, nebo je vyšší než napětí akumulátoru.
Současně také zhasne kontrolka nabíjení.
Regulátor je sdružen v jednu stavební jednotku
– regulační relé - s je jednocívkový dvoukotvový, to znamená že oboje kontakty
řídí jeden elektromagnet.
Spolehlivě může regulátor seřídit jen ten, kdo
zná jeho činnost i se všemi vnitřními a vnějšími vztahy. Důležité jsou údaje
výrobce a zkušenosti v seřizování regulátoru. Činnost regulátoru podmiňuje
vzájemné působení magnetických sil, sil pružin a závislosti těchto sil na zdvihu
pohyblivé části elektromagnetu. Základní vlastnosti jsou určeny konstrukcí. Při
seřizování systému se nastavuje předpětí pružin a pracovní polohy kotvy.
Obtížnost seřizování bývá většinou v tom, že při změně pracovní polohy kotvy
musíme pro dosaženi potřebných hodnot regulační charakteristiky měnit zároveň
předpětí pružin a naopak.
Vzduchová mezera mezi pevným a pohyblivým dílem magnetického obvodu musí být spolehlivě zajištěna, aby v žádném místě nemohl být menší než 0,2 mm, a to proto, aby systém byl zajištěn proti magnetickému "lepení''. Proto pamatujte, že po nastavení relé má být mezi krajní polohou při přítahu a nejbližší přilehlou pracovní polohou kotvy zdvih měřený v ose kontaktů alespoň 0,3 mm jako záloha na opotřebení kontaktů. Ve vzduchových mezerách nesmě jí být nečistoty a zejména nečistoty magnetické.
KONTROLA A SEŘÍZENÍ REGULACE NAPĚTÍ
NABÍJECÍ NAPĚTÍ NAPRÁZDNO
/BEZ ZATÍŽENÍ/
K měření použijeme spolehlivý voltmetr /AVOMET/,
jehož zápornou svorku spojíme s kostrou vozidla, kladnou zapojíme na svorku 51
regulátoru /obr.
9/. Spustíme motor, který roztočíme na vysoký počet otáček a sejmeme
kladnou svorku od akumulátorové baterie. Motor udržujeme v otáčkách, aby dynamo
nabíjelo /i když se akumulátor nenabíjí - jeho přívod je přerušen/. Regulátor
při těchto otáčkách má regulovat napětí ve druhém regulačním stupni v rozmezí
7,2 - 7,7 V. V žádném případě nesmí napětí přesáhnout 8 V.
Otáčky motoru zvolna snižujeme /asi na 2000 ot/min/,
napětí přitom nesmí klesnout pod 7,2 V. Je-li napětí nižší,
Dalším snižováním otáček /asi na 1500 ot/min./
klesá napětí až na hranici spínacího napětí, kdy regulátor reguluje napětí v
prvním regulačním stupni v rozmezí 6,3 V až 6,5 V s dovolenou odchylkou ±2,5%.
Postup několikrát opakujeme, aby bylo možno
bezpečně stanovit údaje na měřidle. Kontakty obou spínačů nesmějí jiskřit.
Zjistíme-li měřením odchylku, nastavíme
správné napětí změnou tlaku péra kotvy /obr. 10/, a to
nahýbáním dorazu péra kotvy /K/. Mění se tím elektromagnetická síla potřebná k
přitažení kotvy k jádru cívky. Nahýbáním dorazu doprava /při pohledu na
regulátor zpředu/ se napětí /zvýšením odporu pružiny/ zvyšuje, ohýbáním doleva
se snižuje.
Sklon regulační křivky napětí je dán poměrem
počtu ampérzávitů napěťové a proudově cívky regulátoru, takže nastavením napětí
bez zátěže je nastavena pro příslušný regulační stupeň celá regulační
charakteristika.
Seřizování při zatížení je přesnější, protože
regulace je vlivem ustálenějších podmínek na komutátoru dynama klidnější.
Nastavování při chodu bez zatížení je výhodné
tím, že není nutno znát jmenovitou zátěž a že je lépe stanoveno nejvyšší napětí,
které se může obecně v síti vozidla objevit.
Zdvih kontaktů mezi I. a II. stupněm má být
0,2 až 0,5 mm. Druhý stupeň má regulovat napětí vyšší než I. stupeň asi o 0,1 až
0,3 V. Toto tzv. napětí přechodu musí být vždy kladné, jinak je regulace hrubší
a neklidná. Napětí přechodu nemá být příliš velké, protože se tím zvětšuje
rozmezí pracovních napětí, v rozmezí dovolených hodnot má však být bližší horní
mezi.
NABÍJECÍ NAPĚTÍ PROVOZNÍ /PŘI
ZATÍŽENÍ/
Odpojíme přívodní kabel ze svorky 51
regulátoru a tak jako v předcházejícím měření spojíme zápornou svorku voltmetru
s kostrou vozidla a kladnou na svorku 51 regulátoru /obr. 11/.
Nyní musíme použít ještě ampérmetr, který zapojíme mezi svorku 51 a akumulátor a
zatěžovací odpor R, který napojíme podle obr. 11, tj.
jeden konec odporu, např. běžec ukostříme a druhý spojíme s kladnou svorkou
akumulátoru.
Motor krátce roztočíme na vysoký počet otáček. Zatěžovacím odporem R nastavíme proud 20 A. Napětí přitom nesmí přesáhnout 7,4 až 7,6 V /druhý regulační stupeň/. Počet otáček motoru se pomalu snižuje /asi na 3000 ot/min/, až napěťový regulátor začne pracovat v I. stupni, tj. až střední pohyblivý kontakt /4/ přilehne k pravému kontaktu /3/ asi při 3000 ot/min./. Napětí nesmí v této fázi regulace poklesnout pod 7,2 V.
Postup několikrát opakujeme z těch důvodů, jak
bylo řečeno při kontrole bez zatížení.
Seřízení správného napětí provedeme rovněž
tak, jak bylo řečeno při seřizování bez napětí.
KONTROLA A NASTAVENÍ ZPĚTNÉHO
SPÍNAČE
Zpětný spínač má spínat při napětí 6,1 až 6,5
V. Spínací napětí nesmí být nižší, aby následkem velkého zpětného proudu
docházelo po sepnutí ihned k rozpojení. Spínač by mohl pracovat jako bzučák a
zvyšovalo by se opotřebení kontaktů. Napětí nemá být také vyšší, protože by
spínač mohl odpojovat dynamo ještě při nabíjecím proudu.
Při měření měříme dvě veličiny současně
a to: spínací napětí a velikost proudu, který při snižování otáček motoru v
okamžiku před rozepnutím kontaktů začne proudit zpět a způsobí rozpojení
kontaktů spínače.
Přístroje zapojíme podle
obr.12. Voltmetr zapojíme ke svorce D+ na regulátoru. Kabel ze svorky 51
odpojíme a oboustranný ampérmetr zapojíme mezi svorku 51 a kladnou svorku
akumulátoru.
Otáčky motoru zvolna zvyšujeme z volnoběhu až
do okamžiku, kdy sepnou kontakty spínače /1 a 2/. V té chvíli se vychýlí ručička
ampérmetru a voltmetr ukáže napětí 6,2 až 6,5 V /je to asi při 1500 ot/min./.
Zjistíme-li rozdíly, seřídíme spínací napětí opatrným přihnutím opěrky /L/
ploché pružiny kontaktu /1/ doprava směrem k pevnému kontaktu /2/
/obr. 10/, čímž se napětí sníží a naopak přihnutím doleva
se napětí zvýší.
Pracovní poloha kotvy má být v poli lability
zdvihů /opačně než u regulátoru napětí/, protože spínač má rychle spínat i
rychle vypínat. V poli stability zdvihů by byly kontakty při pomalých změnách
napětí pomalu taženy do styku i pomalu oddalovány a nebezpečí obloukových výbojů
by bylo ještě zhoršeno opakovaným přerušováním způsobeným provozními otřesy.
KONTROLA VELIKOSTI ZPĚTNÉHO PROUDU
Měřící přístroje jsou zapojeny jako při
kontrole spínacího napětí, měří se tedy současně /obr. 12/.
Zvýšíme otáčky motoru natolik, aby kontakty
spínače byly sepnuty. Pak počet otáček pomalu snižujeme až do okamžiku, kdy
ampérmetr klesne na nulu a nabíjecí proud zanikne.
Při dalším snižování otáček zůstanou kontakty
ještě okamžik sepnuty, takže naopak protéká z akumulátoru do dynama proud, tak
zvaný zpětný. Velikost tohoto zpětného proudu musí být mezi 4 až 6 A.
Zpětný proud má být asi pod 25% největšího
trvale přípustného proudu soupravy. Není vhodné jej příliš zvyšovat, protože v
některých podmínkách, např. při pomalé jízdě nebo nevhodně nastaveném volnoběhu
motoru, by mohlo docházet k nekontrolovatelnému vybíjení akumulátoru. Není však
ani vhodné, aby zpětný proud byl příliš malý, protože je nebezpečí, že kotva
spínače bude při vypínání vibrovat.
Nastavíme-li kotvu dále od kritické polohy,
zvětšíme zpětný proud.
Regulační relé je přístroj velmi náročný na
výrobu a kvalitu materiálu. Lze říci, že jeho jemný mechanismus nevyžaduje během
provozu téměř žádnou údržbu, zejména tehdy, když věnujeme dostatečnou péči
akumulátoru a dynamu.
Na správné funkci regulačního relé závisí
bezvadná činnost ostatních částí elektrické instalace vozidla. Nelze však
předpokládat, že regulační relé je nezničitelné. Opalováním kontaktů, únavou
pružin změnou magnetických vlastností obvodu apod. mění se nastavené hodnoty a
proto je potřebné jej zkontrolovat nejméně po ujetí asi 30 000 až 40 000 km, i
když je zdánlivě vše v pořádku. Komu chybí příslušná měřidla a nemá dostatečnou
zručnost, tomu doporučujeme nechat si regulační relé přezkoušet a seřídit
v odborné dílně.
Regulační relé seřizujte až po delším provozu,
kdy je již zahřáto na provozní teplotu /i když má teplotní kompenzaci/, která je
důležitá pro jeho správný chod. Značnou úlohu zde hraje i zvlhnutí cívek,
zejména v zimním provozu a opocení relé během doby, než je zahřáto na provozní
teplotu.
Při delších denních jízdách v oblasti vyšších
otáček může dojít k přebití baterie a regulační spínač začne "tikat". Kontrolka
bliká ve stejném rytmu. Zapneme-li nějaký větší spotřebič, např. hlavní
světlomety nebo světelnou houkačku, tikání resp. blikání ustane.
Toto "tikání" regulátoru se odstraní zvýšením
regulační frekvence ve II. stupni regulace. Provede se to tak, že regulátor
upevníme za přední stěnu karoserie izolovaně, tj. tak, že upevňovací šrouby dáme
do izolačních pouzder a isolačními podložkami oddělíme od hmoty karoserie.
Průřezy vodičů mezi regulátorem a dynamem změníme takto: u D- ze 2,5 mm2 na 0,75
mm2 a u vodiče DF ze 2,5 mm2 na 1 mm2.
Při nastavovacích hodnotách regulátoru se
změní pouze hodnota nabíjecího napětí naprázdno o 0,1 V nahoru tj. 7,3 – 7,8 V.
Při seřizování je třeba udržet skok /napětí přechodu/ v mezích +0,1 až 0,3 V,
přičemž je +0,3 V hodnota optimální. Spínací napětí 6,4 až 6,8 V, odpojovací
napětí 5,6 až 6,2 V, napětí při zatížení jmenovitým proudem 36,7 A je 6,9 až 7,3
V.
Tikání regulátoru lze rovněž odstranit
izolovaným upevněním regulátoru /upevňovací otvory převrtat na průměr 6,6 mm/ a
nahrazením dosavadního zemnícího kabelu o průřezu 2,5 mm2 novým kabelem asi 2 m
dlouhým o průřezu 0,75 mm2. Je však bezpodmínečně nutné zajistit dokonalé
elektrické spojení /zemnícím kabelem/ na kostru, jinak je nebezpečí zničení
dynama.
PŘIPOJOVACÍ KABELY NA REGULÁTORU
svorka 51............ červený /6 mm2/
svorka 61 ........... modrý /0,75 mm2/
svorka D+ .......... zelený /silný 6 mm2/
svorka DF .…..... zelený /slabší 2,5 mm2/
svorka D- ......…. hnědý /2,5 mm2/
Je třeba provádět periodické prohlídky dynama,
aby se tak předešlo jeho vážnějším poruchám. Poruchy mohou být mechanické nebo
elektrické. Často po mechanické závadě následuje elektrická a naopak.
Kontrolujeme:
1. Zda je klínový řemen správně napnut. Při
nedostatečném napnutí řemen klouže, rychle se opotřebuje a dynamo pak nedává
dostatečný výkon. Nehledě k tomu, že tímtéž řemenem je poháněn ventilátor a
motor může být málo chlazen, což může končit v letních měsících i zadřením
motoru.
Přílišné napnutí zase silně namáhá ložiska
dynama i ventilátoru.
Klínový řemen je správně napnut tak, aby se
nedal tlakem palce prohnout více než o 15 až 20 mm.
2. Přitažení svorek a upevnění vodičů.
Uvolněný vodič může při zkratu způsobit poškození dynama.
3. Čistotu dynama - lépe se chladí a
nekoroduje /hlavně v zimě při solení vozovek/.
4. Uhlíky /kartáče/, zda jsou čisté a lehce se
pohybují ve vedení. Opotřebené nahradit novými /délka nového uhlíku je 17 mm/,
které se musí pohybovat v držácích lehce. Zkontrolujeme také pružnost
přítlačných pružin kartáčů, zda nejsou unavené.
5. Komutátor má být hladký a lesklý s
hnědočerveným nádechem na dráze kartáčů, beze skvrn, lamely nesmějí mít spálené
hrany, izolace mezi lamelami musí být pod úrovní lamel.
Znečištěné kartáče a kolektor umyjeme čistým
hadříkem nebo štětcem namočeným v technickém benzinu.
6. Kontrolujeme též stav ložisek. Při výměně
ložisek nezapomeneme naplnit je tukem.
Každých 20 000 až 25 000 km dynamo
demontujeme, rozložíme a vymyjeme technickým benzinem a vyčistíme. Přitom co
nejméně promáčíme vinutí, jak na rotoru tak vinutí budící na statoru.
Poznámka: Při rozebírání dynama nezapomeňte
uvolnit šroub svorky D+ /asi o 5 závitů/ uvnitř svorkovnice dynama.
Při jakékoliv manipulaci s dynamem mějme stále
na mysli, že je připojeno na akumulátor.
Stačí malá nepozornost a přivodíme si zkrat,
který může nadělat mnoho škod. Proto raději vypněte hlavní vypínač akumulátoru
nebo nemáte-li jej, odpojte od kostry záporný pól akumulátoru.
Prohlídkou a běžnou údržbou dynama můžeme
přijít na počátky vážnějších poruch.
Nyní se vrátíme k některým částem dynama
trochu podrobněji.
Dobrá komutace je prvním předpokladem správné
funkce komutátorového stroje. Pod pojmem komutace se rozumí složitý pochod v
cívkách vinutí kotvy, které při otáčení kotvy přecházejí z vlivu jednoho pólu
pod další pól. Při těchto změnách se pomocí komutátoru a kartáčů mění směr
proudu v cívkách. V každé komutující cívce, ve které se obrací směr proudu,
dojde současně ke spojení nakrátko přes kartáče a lamely kolektoru.
Při této změně, která v cívce probíhá,
odehrává se složitý pochod, který se projevuje tím, že na kartáči a mezi
lamelami jsou napětí, která způsobují slabé jiskření, i když jsou kartáče
správně seřízeny. Dalším činitelem ovlivňujícím značně komutaci je správný druh
kartáčů. Je nutno dodržet jakost předepsanou výrobcem. K zajištění správné
komutace je zapotřebí, aby komutátor i kartáče byly zaběhány do vysokého lesku,
protože se na komutátoru vytvoří tenký film /glazura/ z kysličníku mědi, částic
uhlíku a vlhkosti. Tato glazura je důležitá k zajištění dobrého skluzu kartáčů,
neboť nahrazuje mazání, také vliv na opotřebení kartáčů a omezuje jiskření.
Je-li vrstva glazury silnější než je zapotřebí, stírá se plátnem nebo suknem na
dřevěném držáku. Glazura se nikdy nesmirkuje. Jiskření kartáčů, kdy zůstávají na
komutátoru stopy černání a opalu, nebo jiskření pod celým kartáčem nebo dokonce
jiskření s odletujícími jiskrami, kdy vzniká černání lamel, silný opal a
rozrušování kartáčů, je nebezpečný stav a je třeba zjednat ihned nápravu.
ÚDRŽBA
KOMUTÁTORU A JEHO OPRAVY
Údržba komutátoru je důležitým činitelem
správného chodu dynama. Je třeba věnovat čistotě komutátoru náležitou péči, tím
se přispívá k dobré komutaci.
Komutátor je nejchoulostivější součástí
dynama. Je třeba kontrolovat jeho válcovitost a sledovat, zda některá lamela
nevystupuje nad průměr komutátoru. Házivost se má pohybovat v toleranci 0,02 mm
do rychlosti 3000 ot/min. při vyšších otáčkách je ještě menší. Komutátor nemá
být zamaštěný, dojde-li k zamaštění, je třeba jej očistit trichloretylénem a
potom kartáčkem ze skelných vláken nebo plstěným hadříkem či plachtovinou
upevněnou v držáku jej očistíme. Zjistíme-li nerovnosti komutátoru nebo při
větším opotřebení lamel opálením, provedeme přebroušení skelným plátnem, které
máme upevněné na špalíčku z tvrdého dřeva /obr.
13/.
Komutátor přetáčíme na soustruhu jen v
krajních případech, je-1i to nezbytně třeba. Soustružením se komutátor zmenšuje
na průměru a tím se zkracuje životnost dynama. Proto při soustružení zabereme
jen takovou třísku, která je nezbytně nutná, aby komutátor byl opět válcovitý.
Přetáčí se při obvodové rychlosti asi 2 až 7 m/sec s posuvem 0,05 mm. K
soustružení používáme soustružnický nůž ze slinutých karbidů. Potom se komutátor
přebrousí. K broušení používáme jemné smirkové plátno, abychom nenadělali na
komutátoru rýhy. Vlastní broušení provádíme tak, že stroj roztočíme chvíli
vlevo, chvíli vpravo a přitom přejíždíme smirkovým plátnem pomalu po komutátoru
zprava doleva a zpět. Přestože jsme komutátor brousili jemným smirkem, jsou na
něm jemné rýhy, které by za chodu obrušovaly kartáče. Je proto vhodné komutátor
ještě vyleštit, a to tvrdým javorovým, bukovým nebo březovým dřevem /tedy
takovým, které není smolné/. Dřevo musí být také dobře vyschlé. Leštíme tak, že
přitlačujeme dřevěný špalíček na komutátor. Výhodné je také leštit komutátor
dřevěnými špalíčky ve tvaru a velikosti kartáčů, jež vložíme do držáků a
přiložíme na ně pružiny, které přitlačují kartáče. Při leštění vzniká tření a
zvyšuje se tím teplota komutátoru. Proto jej občas kontrolujeme, aby nedošlo
zvýšenou teplotou k uvolnění lamel nebo k deformaci komutátoru. Při tomto
leštění se tvoří okysličený film na lamelách, což má příznivý vliv na komutaci.
Při opravě komutátoru je nutno také
dokonale prořezat izolaci mezi lamelami. Vyčnívající izolace má za následek
opalování lamel, jiskření a značné obrušování kartáčů. Izolace musí být
prořezána pod úroveň lamel a její hloubka se rovná šířce mezery mezi lamelami /
0,4 - 0,5 mm/. Prořezání se provádí ručně pilkou upevněnou v držáku /obr.
14/.
Možno ji zhotovit z pilky na kov, kterou zabrousíme přesně do žlábku mezi lamelami. V praxi se používají dva druhy prořezávání mezi lamelami, a to do tvaru U nebo do tvaru V /obr. 15/. Tvar U je výhodnější. Důležité je, aby prořezání bylo správně provedeno /obr. 15/.
Budící vinutí mívá vzhledem ke svému
stabilnímu provedení a menšímu zatížení vodičů /A/ mm2/ obyčejně delší životnost
než vinutí kotvy. Poruchy zde nastávají buď rozletováním pájených spojů nebo
uvolněním vodičů pod svorkami apod. Jinak mohou nastat obvyklé závady spojení
některých závitů dokrátka nebo při poškození izolace může vzniknout zkrat na
kostru.
Zjištění, zda je přerušeno vinutí, provedeme
pomocí žárovky a baterie /obr.
16/. Je-li obvod přerušen, žárovka nesvítí a opačně. Nesvítí-li
žárovka, zkoušíme každou cívku samostatně, abychom zjistili, ve které cívce je
vinutí přerušeno.
ZÁVADY V OBVODU KOTVY /ROTORU/
Na kotvě dynama se mohou vyskytnout závady
mechanické i elektrické. Mezi mechanické závady patří např. opotřebení hřídele v
místě ložisek nebo jeho deformace, opotřebení ložisek, uvolnění rotorových
plechů nebo komutátoru na hřídeli, prasklé bandáže apod.
Nejčastější závadou na kotvě je poškozené
vinutí. Může být způsobeno mnoha vlivy, neboť vinutí kotvy je velmi namáhanou
součásti dynama.
Při otáčení dynama je vinutí neustále
vytlačováno na bandáže nebo uzavírací klínky v drážkách odstředivou silou, která
je závislá na váze vinutí a rychlostí otáčení. Není-li vinuti dostatečně
upevněno, může změnami rychlosti docházet k uvolnění vodičů v drážkách a nastane
odírání, které po další době končí spojením některých závitů nakrátko /závitový
zkrat nemusí vždy přerušit vinutí kotvy/. Závitové zkraty menšího rozsahu se
projeví nadměrným oteplením cívek a opálením lamel v příslušném místě.
Vadné místo v takové kotvě se též projeví
zněnou odporu ve vadných cívkách. Proto můžeme vadné místo vyhledat měřením
/odporu jednotlivých cívek/ vždy dvou sousedních lamel postupně za sebou, až
obejdeme celý komutátor.
Jinak závadou je proražení cívek na kostru
následkem poškození izolace. Přerušení vinutí v kotvě nebo špatný kontakt
pájených míst se projeví jiskřením komutátoru a opálením lamel, které odpovídají
místu závady. Ověřujeme-li zda je vinutí kotvy přerušeno, můžeme to udělat
zkoušením přes žárovku /obr. 17/. Dobrá kotva po
přiložení zkušebních hrotů na dvě sousední lamely svítí. V místě kde nastalo
přerušení, zůstane žárovka zhasnutá.Takové místo si označíme a pokračujeme, až
obejdeme celý komutátor. Podle rozsahu závady vadné místo opravíme nebo dáme
kotvu převinout. Dobrá nepřerušená kotva musí svítit a také každá lamela s
každou, neboť vinutí tvoří jeden elektrický obvod. Proražení cívek nebo lamel
komutátoru na kostru zjistíme zkouškou podle obr. 18.
Zkoušíme lamelu za lamelou, až obejdeme celý komutátor.
Jindy nastane porucha následkem nedostatečné
bandáže, která praskne a dojde k havárii dynama. Poškození může být zaviněno
také vniknutím cizích těles do dynama.
Konečně mohou nastat závady na vinutí vadami
komutátoru. Nejčastější poruchou komutátoru je proražení izolací mezi některými
lamelami, což má za následek spojení těchto lamel "dokrátka". V jiném případě
může být některá z lamel proražena na kostru. Často se stává, že se různé
příčiny poruch na komutátoru vyskytnou současně. Další častou poruchou je
proražení obvodu vinutí kotvy tím, že se přeruší spojení v lamelách komutátoru.
Špatným kontaktem nebo velkým zatížením se vodiče přehřívají a za lamelou se
upálí nebo roztaví pájka, jíž jsou vodiče zaletovány do lamel komutátoru a
komutátor se tak zvaně "vyletuje". Poznáme to podle vystříkané pájky po vnitřním
obvodu pláště dynama nad kolektorem. Opravíme řádným zaletování vodičů do lamel
komutátoru a zkontrolujeme, zda není vadný regulátor.
Po vyjmutí dynama, jeho rozložení za účelem kontroly nebo opravy a po jeho opětném sestavení vyzkoušíme jeho funkci tak, že jej upevníme do svěráku, vzájemně propojíme svorky D+ a DF ve svorkovnici dynama. Ke svorkám D+ a D- připojíme silnějšími vodiči akumulátor /kladnou svorku na D+, zápornou na D-/. Po zapojení se musí dynamo rozběhnout v předepsaném smyslu otáčení asi při 1000 ot/min. Při zabrzdění rukou se zvětší odběr proudu /mezi připojení kladného pólu lze zařadit do série ampérmetr/ a dynamo se musí rozbíhat ze zabrzděných otáček. Na krátké odpojení svorky DF /přerušení buzení/ musí dynamo reagovat změnou otáček a zvýšeným odběrem proudu.
Neroztočí-li se dynamo, pak má rotor přerušené
vinutí, nebo je přerušené buzení. Při velkém odběru proudu může jít o zkrat na
hmotu na izolovaném /kladném/ držáku kartáče.
Roztočí-li se dynamo na vyšší otáčky, má
buzení zvýšený odpor, je přerušené.
Rozběhne-li se dynamo, jen když se ručně
pootočí z mrtvé polohy, nebo přibzdění běží trhavě, je přerušené vinutí rotoru
nebo špatné kontakty vinutí s lamelami komutátoru.
Jestliže se dynamo rozběhne, jen když se
přitlačí kartáče, jsou kartáče opotřebované nebo je malý tlak pružin /kartáče
silně jiskří/ či znečištěný komutátor.
Zkoušené dynamo nesmíme odpojit, nejsou-li
propojené svorky D+ a DF, jinak by se změnila polarizace zbytkového magnetizmu v
jádrech budících cívek a dynamo by pak nedávalo proud.
Po zamontování dynama do vozidla
překontrolujeme, popř. seřídíme nabíjecí napětí.
Připojovací kabely dynama
svorka D
............................................... zelený /silný 6 mm2/
svorka D-
..........................................… hnědý /2,5 mm2/
svorka DF ............................................. zelený /slabší 2,5 mm2
KONTROLA ČINNOSTI ZDROJOVÉ
SOUPRAVY
Činnost zdrojové soupravy se v provozu vozidla
kontroluje světlem /popř. ještě ampérmetrem nebo voltmetrem/.
Kontrolní žárovka je zapojena mezi výstup dynama /D+; 61/ a spínací skřínku zapalování /svorka č. 15/ /obr. 7/.
Po sepnutí spínací skřínky je kontrolka
napájena přibližně rozdílem napětí mezi dynamem a akumulátorem. Svítí, je-li
dynamo bez napětí,a zhasíná, zvyšuje-li se napětí dynama a zmenšuje-li se rozdíl
napětí.
Hlavní výhodou kontrolního světla je
spolehlivost návěstí, které upozorní řidiče, i když je vědomě nesleduje. Kromě
toho upozorňuje i na opomenutí vypnout zapalování. Z psychologického hlediska je
výhodou i technická nevýhoda, že informace, které kontrolní světlo podává o
činnosti soupravy, jsou velmi kusé. Zjednodušení informace na "porucha" -
"pravděpodobně bez závad" je většině řidičů příjemná, protože je méně zatěžuje.
Často je to i z hlediska technického výhodné, protože mylný výklad indikace není
pravděpodobný.
Informace můžeme zpřesnit přidáním ampérmetru
pro kontrolu nabíjení. Je obvykle zapojen do vedení akumulátoru, takže udává
jeho nabíjecí nebo vybíjecí proud s výjimkou proudu pro spouštění /obr.
19/. Použijeme k tomu ampérmetr s nulou uprostřed a rozsahem 30 A /zakoupíme
v Mototechně n.p./. Tento měřící rozsah stačí, neboť nabíjecí i vybíjecí proud v
žádném případě nedosáhne této hodnoty. Ampérmetr zapojíme tak, že červený kabel
ze svorky /30/ spouštěče odpojíme a připevníme jej na jednu svorku ampérmetru.
Jeho druhou svorku spojíme novým kabelem o průřezu minimálně 6 mm2 se svorkou
/30/ spouštěče. Ampérmetr zapojujeme tak, aby vybíjecí proud akumulátorové
baterie byl odečítán na straně se znaménkem minus; ukazuje-li opačně, prohodíme
vzájemně kabely na svorkách ampérmetru. Tímto zapojením vedou. přes ampérmetr
všechny spotřebiče, kromě spouštěče, neboť proud při jeho činnosti převyšuje
několikanásobně rozsah přístroje.
Ampérmetr je výhodný, neboť umožňuje přehled o
okamžitých nárocích na práci akumulátoru, což je důležité hlavně v obtížných
provozních podmínkách, v nichž se musí hospodařit elektrickou energií.
Výhodou je i schopnost indikace poruch, jako
jsou náhodné přerušované zkraty při provozních otřesech, větší svody apod. V
běžném provozu se mění proud akumulátoru podle spotřeby, okamžitého stavu
akumulátoru i jízdních podmínek. Zhodnocení údajů ampérmetru vyžaduje určitou
zkušenost řidiče.
Místo ampérmetru můžeme použít jako kontrolu činnosti zdrojové soupravy voltmetru. Napětí akumulátoru v různých provozních stavech umožňuje často lepší představu o jeho stavu a o celkové činnosti soupravy zdroje než proud. Význam mají především rozdíly napětí akumulátoru naprázdno a při zatížení, rozdílné napětí při vybíjení a nabíjení a nejvyšší a nejnižší napětí v síti. Voltmetr pro tento účel má obvykle potlačený začátek stupnice /není to nutné/, aby se zlepšilo čtení v pracovním rozsahu napětí; zapojuje se za spínací skřínku /obr. 20/. Provedeme to tak, že +pól voltmetru zapojíme na svorku /15/ spínací skřínky a -pól na kostru vozidla.