Avantage d'utiliser des générateurs AC dans les voitures au lieu des générateurs DC

La plupart des voitures utilisent un générateur AC puis convertissent sa tension en DC via un pont redresseur à diode pour charger la batterie 12v.

Pourquoi une dynamo DC ne serait-elle pas utilisée à la place?

Est-ce parce que la dynamo AC donne une meilleure efficacité?

(Même le vélo et l'énergie éolienne utilisent une dynamo / turbine AC).

Non, ce n'est pas pour des raisons d'efficacité.

Les générateurs CC ont généralement des commutateurs, c'est-à-dire des contacts avec des balais qui inversent la polarité de la tension au niveau des pinces du générateur à chaque demi-rotation. Essentiellement, les générateurs CC ne sont que des générateurs CA qui ont un redresseur "mécanique".

Vous pouvez construire des générateurs sans aucun contact électrique entre les pièces mobiles, mais vous ne pouvez pas construire de commutateurs sans ceux-ci.

Étant donné que ces contacts sont très susceptibles d'échouer sous une utilisation constante, dans des environnements sales et vibrants, il est très souhaitable de ne pas les utiliser dans les voitures. J'irais même jusqu'à dire que si vous n'en construisez pas un très cher, la résistance de contact pourrait être supérieure à ce que vous perdez sur un pont redresseur.

L'alternateur DOIT générer BEAUCOUP d'ampères à une très large gamme de vitesses de rotation. De plus, la charge électrique peut et va changer radicalement d'un moment à l'autre.

Une dynamo à aimant fixe nécessiterait un système de régulation de tension extrêmement robuste pour générer les tensions et les demandes requises.

Une solution beaucoup plus simple, et dans mon esprit, plus élégante est l'humble alternateur.

Malgré ce que les gens pensent, les voitures n'ont PAS de régulateur de tension. Ils ont en fait un "régulateur de champ".

L'alternateur a une bobine de rotor rotative qui génère la partie MAGNET. Cette bobine est composée de plusieurs tours de fil relativement mince. Autour de ce rotor est le stator qui contient les bobines de génération qui sont faites de fils beaucoup plus lourds capables de transporter les ampères dont vous avez besoin pour faire fonctionner votre voiture.

Afin de maintenir une tension maximale constante à la sortie de l'alternateur, la quantité d'électro-magnétisme générée par la bobine de rotor est régulée par le régulateur de champ. Étant donné que cette bobine a une résistance élevée, elle n'utilise pas beaucoup de courant pour l'exciter. En fait, lorsque le moteur n'est pas démarré, il est excité par la batterie à travers le voyant de charge.

La beauté de ceci est que si vous n'utilisez aucune puissance, l'alternateur produit très peu de charge sur le moteur. Lorsque vous avez besoin d'énergie, elle est disponible presque instantanément.

Les pièces sont simples, bon marché, fiables et efficaces.

BTW: l' alternateur est un peu inapproprié. Votre alternateur de voiture produit du courant continu et non du courant alternatif, que ce soit avec une ondulation importante. Tout ce qui précède est contenu dans la plupart des alternateurs. Generator aurait été un meilleur nom.

Alors pourquoi ne pouvez-vous pas faire quelque chose de similaire avec une dynamo? C'est-à-dire remplacer les aimants permanents par des électro-aimants. Eh bien, la vérité est que vous pourriez. Cependant, vous devez comprendre qu'une dynamo est simplement un alternateur avec un redresseur mécanique.Une dynamo nécessite une bague de commutation et des balais pour activer et désactiver les bobines au moment approprié dans le cycle de tension.

Cela ajoute beaucoup plus de dépenses que quelques diodes, a des problèmes d'usure et de fiabilité, et est TRÈS électriquement bruyant. De plus, lors de la commutation, il y a des pertes lorsque les bobines sont temporairement court-circuitées par la brosse ou sont laissées en boucle ouverte et ne vous donnent aucune puissance.

Donc, si vous conceviez une telle bête, vous penseriez, hmmm .. comment puis-je me débarrasser de ce redresseur mécanique ... OOO .. Permet d'utiliser ces nouveaux trucs appelés diodes ... avant de le savoir .. vous êtes retour à ce que nous appelons maintenant l'alternateur.

C'est probablement ainsi que la chose a été inventée en premier lieu.

Un autre point est que les alternateurs avec une armature et un champ fixes sur le rotor sont plus facilement et à moindre coût régulés. Seule une alimentation de champ CC doit être fournie au rotor, ce qui réduit la puissance nominale des bagues collectrices par rapport à un commutateur de machine CC. Étant donné que les batteries au plomb utilisées dans les voitures ont une résistance interne très faible et une plage de travail PD si étroite, tout système de charge entraîné par un moteur à combustion interne (avec sa large plage de régime) nécessite un contrôle / régulation. Une `` dynamo '' CC avec un stator PM nécessiterait le contrôle de la sortie complète de la machine.Un alternateur peut être régulé en contrôlant le courant de champ vers le rotor avec un régulateur électronique de puissance relativement faible, la sortie de l'armature du stator étant connectée directement à un bloc redresseur et une batterie sans contact mobile.

Les alternateurs ont un rotor qui peut tourner avec beaucoup plus de vitesse sans se briser en raison des forces centrifuges. Ainsi, il peut générer suffisamment de tension même à bas régime, avec le bon rapport de transmission de la courroie. Cela pourrait être la principale raison de leur utilisation dans les voitures.