Správně fungující zdrojová soustava spalovacích motorů (akumulátor, alternátor, regulátor napětí) je základním faktorem pro optimální funkci celého vozidla. Dnes již není pravdou, že zemědělské stroje jsou technicky jednodušší než například osobní automobily a opak je pravdou.
Elektronika razantně pronikla i do oblasti monitorování a řízení zemědělských strojů. Mimoto i v těchto strojích narostl počet elektrických spotřebičů (halogenové světlomety, ventilátory, solenoidové ventily apod.) a tím se zvýšilo i zatížení zdrojové soustavy.
Jak řešit zvýšený odběr proudu?
Je samozřejmé, že zvýšenou potřebu proudu lze řešit výkonnějšími alternátory. Vyšší výkon těchto výrobců elektrické energie se však projeví buďto snížením výkonu spalovacího motoru, nebo zvýšením jeho spotřeby paliva. A to zejména při použití alternátorů s maximálním proudem 70 až 90 A, které mají z podstaty svojí konstrukce poměrně vysoké ztráty a účinnost na hranici 60 až 65 %. Mimoto může být většina spotřebičů zapínána jen na krátkou dobu a ponechání krátkodobého přetížení na akumulátoru znamená přepady napětí v síti vozidla.
Jedním z efektivních řešení této problematiky je řízení zátěže alternátoru za pomocí regulátoru s vnitřní „inteligencí“ – tzv. multifunkčního regulátoru. Ten se sice používá především u osobních vozidel, v principu ale nic nebrání jeho použití ve strojích zemědělských.
Před popisováním funkce multiunkčního regulátoru připomeňme, že klasická regulace alternátoru funguje tak, že přerušuje proud tekoucí do budícího vinutí. Pokud se dosáhne žádané hodnoty napětí, proud se přeruší, při poklesu napětí se spojení obnoví. Tuto funkci obstarává mechanický, nebo nyní již obvyklý polovodičový regulátor a tímto způsobem se v palubní síti udržuje konstantní napětí.
Jak funguje multifunkční regulátor?
Multifunkční regulátory pracují na jiném principu. Obvykle je u nich vypuštěna svorka D+ alternátoru, která u klasického regulátoru zabezpečovala nabuzení alternátoru a indikaci dobíjení. Proud předbuzení je přitom odebírán přímo z akumulátoru a svorky B+ a D+ jsou nahrazeny tzv. elektronickou svorkou 61E, která zabezpečuje indikaci poruchových stavů v obvodu alternátoru a zároveň může řídit pomocnou zátěž.
V případě nedostačujícího výkonu alternátoru, nebo při závadě v obvodu dobíjení řídící prvek vypne, nebo zamezí dalšímu zapojení spotřebičů „méně důležitých“ pro základní potřebu vozidla. Mimoto svorka 61E upozorňuje na závady v palubní síti, jako je přepětí, podpětí, zastavení alternátoru, nebo nedostatečné otáčky pro dobíjení.
Regulace napětí v alternátorech s multifunkčním regulátorem není zajišťována pouhým zapínáním a vypínáním proudu do budícího vinutí, ale pulsně šířkovou modulací. To znamená, že do budícího vinutí přichází signál o konstantním kmitočtu, ale s proměnnou šířkou impulsů. Ta může být od 0 do 100 %. Podle šířky impulsů pak lze snadno určit zatížení alternátoru. Digitálně upravený signál z alternátoru se za tím účelem používá k připojení na počítačovou jednotku vozidla (PTC) a výstupní svorka je označována DFM (Digital Field Modulation).
Zpracování signálu DFM umožňuje určit zatížení alternátoru v aktuálním režimu a předcházet tak, ve spolupráci s PTC, možnosti poklesu napětí v palubní síti vozidla. V okamžiku přechodu alternátoru do plného buzení regulované napětí vystupuje mimo regulační pásmo a při dalším zatížení se snižuje podle zatěžovací charakteristiky připojených spotřebičů. V tomto případě palubní počítač odpojuje jednotlivé zátěže (vedlejší spotřebiče), aby udržel požadovanou hodnotu napětí, která je důležitá jak pro správné dobíjení akumulátoru, tak pro optimální funkci všech elektrických zařízení namontovaných ve vozidle. Jednotlivé zátěže se odpojují podle jejich priority. Klasický příklad nastává u osobních automobilů při parkování, kdy jsou nízké otáčky motoru a přitom vysoké zatížení palubní sítě například od elektrického servořízení. Do ukončení tohoto režimu se odpojují méně důležité spotřebiče, jako například vyhřívání zadního okna.
Podobný případ může nastat u traktoru, kdy mohou být ve chvíli kdy traktor strojí a motor běží na volnoběh odpojovány přídavné světlomety, nebo další spotřebiče na nichž nezávisí okamžitá bezpečnost provozu stroje.
Kromě uvedených výhod jsou multifunkční regulátory vybaveny funkcí LR (Load Response) jejímž cílem je zabezpečení měkké reakce alternátoru při elektrických zátěžových skocích v oblasti volnoběžných otáček motoru. Touto zpožděnou reakcí alternátoru nedochází ke skokovému nárůstu momentu na řemenu alternátoru, která jinak vyvolává prudkou změnu otáček motoru. Funkce zpoždění je aktivní i při startu, čímž je zabezpečen optimální startovací režim.
Podle firemních matriálů PAL Magneton Kroměříž zpracoval Luboš Stehno
