Magneto — συσκευή και αρχή δράσης
Το 1887, ο Γερμανός μηχανικός και εφευρέτης Robert Bosch, ιδιοκτήτης της ομώνυμης εταιρείας, ανέπτυξε και κατοχύρωσε το πρώτο σύστημα μαγνητικής ανάφλεξης. Όλα ξεκίνησαν όταν ένας από τους πελάτες της εταιρείας διέταξε την ανάπτυξη ενός συστήματος ανάφλεξης για τον κινητήρα αερίου τους και σύντομα η παραγγελία εκπληρώθηκε. Αργότερα ανακαλύφθηκαν ορισμένα ελαττώματα και η συσκευή τροποποιήθηκε. Ως αποτέλεσμα, μέχρι το 1890, η Robert Bosch GmbH εκτελούσε ήδη μεγάλες παραγγελίες για συστήματα μαγνητικής ανάφλεξης, τα οποία άρχισαν να φτάνουν σε τεράστιες ποσότητες από παντού.
Επτά χρόνια αργότερα, το 1897, η συσκευή τελικά προσαρμόστηκε για όχημα, καθώς η Daimler χρειαζόταν να αναπτύξει μια ανάφλεξη για το τρίκυκλο De Dion Bouton. Έτσι, το πρόβλημα της ανάφλεξης για κινητήρες εσωτερικής καύσης αυτοκινήτων που λειτουργούσαν σε υψηλές στροφές επιλύθηκε τελικά. Πέντε χρόνια αργότερα, το 1902, ένας μαθητής του Robert Bosch, ο Gottlob Honnold, βελτίωσε τη μαγνητική ανάφλεξη προσθέτοντας ένα μπουζί και έτσι έκανε τη συσκευή καθολική.
Τι είναι λοιπόν ένα magneto; Πώς λειτουργεί και πώς λειτουργεί; Όλα είναι πολύ απλά, όπως όλα τα έξυπνα. Το Magneto είναι ένας εναλλάκτης στον οποίο παίζεται ο ρόλος ενός επαγωγέα μόνιμος μαγνήτηςοδηγείται σε περιστροφή από μια εξωτερική δύναμη. Ο μαγνητικός ρότορας δημιουργεί μια περιστρεφόμενη εναλλασσόμενη μαγνητική ροή που προκαλεί ένα EMF στην περιέλιξη του στάτορα.
Ένα τυπικό μαγνητό σύστημα ανάφλεξης αυτοκινήτου περιέχει πηνία χαμηλής και υψηλής τάσης. Το πηνίο χαμηλής τάσης έχει έναν διακόπτη και έναν πυκνωτή στο κύκλωμά του και το πηνίο υψηλής τάσης συνδέεται με τη γείωση σε έναν από τους ακροδέκτες του και με τα μπουζί στον άλλο ακροδέκτη του.
Ο κοινός ζυγός σχήματος U πάνω στον οποίο τυλίγονται τα πηνία είναι ένα μαγνητικό κύκλωμα στο οποίο εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο περιστρέφοντας έναν μόνιμο μαγνήτη. Συχνά, μέρος των στροφών του τυλίγματος υψηλής τάσης χρησιμοποιούνται ως περιελίξεις χαμηλής τάσης, παρόμοια με τον τρόπο κατασκευής των περιελίξεων των αυτομετασχηματιστών.
Καθώς ο μαγνήτης περιστρέφεται, ένα EMF προκαλείται στο πηνίο χαμηλής τάσης, αλλά το πηνίο βραχυκυκλώνεται από έναν μηχανικό διακόπτη έτσι ώστε να υφίσταται ένα επαγόμενο ρεύμα που προκαλείται από τη μεταβαλλόμενη μαγνητική ροή που διεισδύει στον πυρήνα καθώς ο μαγνήτης τον διασχίζει με το γραμμές δύναμης. Η μεταβολή της μαγνητικής ροής διαρκεί μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου και ως αποτέλεσμα υπάρχει ένα πηνίο αυτόματου κλεισίματος με ρεύμα πολλών αμπέρ.
Σε κάποιο σημείο, οι επαφές του διακόπτη ανοίγουν, το ρεύμα τρέχει από το πηνίο στον πυκνωτή και αρχίζουν οι αρμονικές ταλαντώσεις στο προκύπτον κύκλωμα ταλάντωσης χαμηλής τάσης, η συχνότητά τους είναι περίπου 1 kHz.Επειδή οι επαφές ανοίγουν γρήγορα, για λιγότερο από το ένα τέταρτο της περιόδου ταλάντωσης του πρώτου βρόχου, δεν υπάρχει θραύση μεταξύ των επαφών του διακόπτη και μόνο μετά το άνοιγμα των επαφών του διακόπτη, το EMF στο κύκλωμα χαμηλής τάσης φτάνει το πλάτος.
Αυτή τη στιγμή, εμφανίζεται το μπουζί που είναι συνδεδεμένο με την περιέλιξη υψηλής τάσης, η ενέργεια του πυκνωτή του κυκλώματος χαμηλής τάσης μετατρέπεται σε ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος του κυκλώματος υψηλής τάσης, καθώς συνεχίζονται οι ταλαντώσεις στο κύκλωμα χαμηλής τάσης , και το εύφλεκτο μείγμα στον κύλινδρο έχει χρόνο να αναφλεγεί.
Οι ταλαντώσεις δεν διαρκούν περισσότερο από 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου, λόγω των τιμών επαγωγής και χωρητικότητας της μαγνητικής δομής, μετά οι επαφές του διακόπτη κλείνουν ξανά και ο επόμενος κύκλος ανόδου του ρεύματος ξεκινά στο κύκλωμα χαμηλής τάσης που κινείται από μόνο του.
Έτσι, βλέπουμε ότι το magneto είναι μια μαγνητοηλεκτρική μηχανή της οποίας η λειτουργία είναι να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια περιστροφής του μαγνητικού ρότορα σε ηλεκτρική ενέργεια, συγκεκριμένα την ενέργεια μιας εκκένωσης υψηλής τάσης σε ένα κερί. Σήμερα, μπορείτε ακόμα να βρείτε συστήματα ανάφλεξης με μαγνητόφωνο για κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Προφανώς, δεν μπορεί να αποδοθεί κάθε γεννήτρια σε ένα μαγνητό, καθώς μόνο εκείνες οι γεννήτριες που διεγείρονται από μόνιμους μαγνήτες και συνδέονται συνήθως με έναν μετασχηματιστή υψηλής τάσης του συστήματος ανάφλεξης των κινητήρων εσωτερικής καύσης ονομάζονται magneto.
Συμβαίνει ότι το magneto παρέχει όχι μόνο την ανάφλεξη, αλλά και την τροφοδοσία ρεύματος του εποχούμενου δικτύου του οχήματος, αλλά τις περισσότερες φορές το magneto τροφοδοτεί μόνο το σύστημα ανάφλεξης.Εν τω μεταξύ, σήμερα στην αγορά μπορείτε να βρείτε γεννήτριες μόνιμου μαγνήτη με πολλά πηνία γεννήτριας στον στάτορα, τέτοιες γεννήτριες είναι κατάλληλες για μοτοσικλέτες, αλλά κατ 'αρχήν είναι καθολικές.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα πρόσθετο πηνίο που βρίσκεται στον μαγνητικό πυρήνα εξακολουθεί να χρησιμεύει για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για το ενσωματωμένο δίκτυο. Μερικές φορές οι μαγνήτες βρίσκονται στον σφόνδυλο, ο οποίος έχει τη διπλή λειτουργία της ενεργοποίησης του μαγνήτη και της ενεργοποίησης του εναλλάκτη. Μια τέτοια υβριδική συσκευή ονομάζεται στην πραγματικότητα «magdino» από έναν συνδυασμό των λέξεων «magneto» και «dynamo».
Σε ελαφριές μοτοσυκλέτες, τζετ, snowmobiles, εξωλέμβιες, εξωλέμβιες, μπορείτε να βρείτε το Magdinos να συνεργάζεται με ανορθωτές και ρυθμιστές τάσης. Η ισχύς του magdino δεν είναι μεγάλη, στα 100 watt, αλλά είναι αρκετή για πλευρικό φωτισμό ακόμα και για φόρτιση της μπαταρίας. Το πλεονέκτημα του Magdino είναι το μικρό του μέγεθος και το χαμηλό του βάρος.
Στους βενζινοκινητήρες εσωτερικής καύσης, ένα μαγνητό χρησιμοποιήθηκε παραδοσιακά για μεγάλο χρονικό διάστημα, παρέχοντας έναν παλμό ρεύματος στο μπουζί, όταν οι μπαταρίες δεν είχαν ακόμη εισαχθεί ευρέως για το σκοπό αυτό. Ακόμα και σήμερα μπορούν να βρεθούν τέτοιες λύσεις. Δίχρονοι ή τετράχρονοι κινητήρες από μοτοποδήλατα, χλοοκοπτικά, αλυσοπρίονα. Στον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, οι γερμανικές μηχανές με καρμπυρατέρ με τανκς είχαν σύστημα μαγνητικής ανάφλεξης.
Οι παλινδρομικοί κινητήρες αεροσκαφών έχουν ένα ζευγάρι μπουζί σε κάθε κύλινδρο και κάθε σετ μπουζί συνδέεται με τον δικό του μαγνήτη—το αριστερό και το δεξί σετ μπουζί τροφοδοτούνται χωριστά. Αυτή η λύση επιτρέπει την αποτελεσματικότερη καύση του μείγματος καυσίμου και σε περίπτωση βλάβης ενός από τα ζεύγος μαγνητών, ο δεύτερος παραμένει σε λειτουργία, γεγονός που προσθέτει αξιοπιστία στο σύστημα.