V minulém díle našeho seriálu o elektrických soustavách motorových vozidel jsme se věnovali akumulátorům a jejich konstrukci. V tomto díle se budeme věnovat nabíjení akumulátorů, které probíhá jak v palubní síti vozidla, kde je zdrojem napětí a proudu alternátor, tak externě, a to pomocí různých nabíječek.
Nabíjení akumulátorů je možné provádět nabíječi s různou charakteristikou. Buďto se pracují s konstantním napětím, nebo s konstantním proudem, či se napětí i proud v průběhu nabíjení mění.
Nabíjení konstantním napětím
Nabíjení konstantním napětím pracuje na jednoduchém principu. Snahou nabíječe je udržet napětí na stabilní úrovni, která je těsně pod napětím plynovacím, tedy asi 14,5 V u klasického olověného akumulátoru. Výhodou nabíječe s konstantním napětím je to, že akumulátor není ani při dlouhodobém nabíjení přebíjen. V první fázi nabíjení (u zcela vybitého akumulátoru) je však akumulátor nabíjen vysokým proudem, který je omezen jen technickými parametry nabíječky (její voltampérovou charakteristikou). Proto je vhodné maximální nabíjecí proud omezit. Na principu nabíjení konstantním napětím pracují kromě externích nabíječů i všechny alternátory instalované v motorových vozidlech.
Nabíjení konstantním proudem
Při nabíjení konstantním proudem je udržována stabilní hodnota nabíjecího proudu, obvykle je to 1/10 jmenovité kapacity akumulátoru. Tento typ nabíječů může akumulátor snadno přebít, proto je během procesu nabíjení nutná kontrola stavu nabití akumulátoru, která se pozná podle hustoty elektrolytu, nebo změřením jeho napětí.
Nabíjení kombinované
Moderní nabíječky akumulátorů používají kombinaci obou výše uvedených způsobů dobíjení. Klasický postup je takový, že akumulátor je nabíjen proudem, který se postupně snižuje tak, jak roste svorkové napětí na akumulátoru. Tímto způsobem se dosáhne lepšího nabití poblíž maximální kapacity. Samozřejmě jen tehdy pokud akumulátor již není znehodnocen dlouhodobým vybitím a poškozením aktivní hmoty na deskách.
Nabíjení nesymetrickým, střídavým proudem
Starší akumulátory, které již trpí procesem sulfatace, lze oživit nabíjením nesymetrickým střídavým proudem. To funguje tak, že akumulátor se střídavě nabíjí a vybíjí (nabíjecí puls je střídán pulsem vybíjecím), obvykle ve frekvenci 50 Hz, která je získána na transformátoru ze síťového napětí. Podíl nabíjecího a vybíjecího proudu bývá 10 : 1.
Moderní typy nabíječek umí všechny z výše uvedených způsobů vhodně kombinovat. Jsou řízené elektronicky a snadno pohlídají nabíjecí napětí, aby nedošlo k přebíjení akumulátoru. Umí si otestovat akumulátor a podle něj zvolit nabíjecí proud, otestovat, jak rychle po nabití ztrácí akumulátor kapacitu, udržovat akumulátor v nabitém stavu, umí i krátkodobé řízené přebíjení. Moderní nabíječku je tedy možné jen zapojit na akumulátor a dále už se o proces nabíjení nemusí uživatel starat.
Je třeba si uvědomit, že i nepoužívaný akumulátor ztrácí za měsíc asi 1/10 své kapacity, proto musí být pravidelně dobíjen. Zejména u techniky, která je přes zimní období odstavena, je nutné akumulátor pravidelně dobíjet, minimálně jednou za dva měsíce.
Nejrozšířenějším točivým zdrojem proudu na strojích se spalovacím motorem je alternátor s příslušným regulátorem napětí. Alternátor je tvořen předním a zadním víkem, v nichž je v ložiscích uložen rotor. Mezi víky je sevřen svazek statorových plechů, v jejichž drážkách je uloženo vinutí statoru. Vinutí statoru je třífázové, uvnitř statoru je zapojené do hvězdy nebo do trojúhelníka.
Funkce alternátoru je založena na elektromagnetické indukci. Protéká-li vinutím rotoru (budicí vinutí) stejnosměrný proud, vytvoří se kolem tohoto vinutí magnetické pole. Rotor je poháněn řemenem od motoru a jeho magnetické pole se tedy otáčí s rotorem. Tím se ve vodičích statoru indukuje střídavé napětí. To je usměrňováno diodami tak, že na svorce +B je napětí kladné, na svorce B- je napětí záporné.
Protože se otáčky rotoru mění s otáčkami spalovacího motoru, mění se i výstupní napětí alternátoru. Aby bylo výstupní napětí stálé, přerušuje regulátor napětí proud, který protéká budicím vinutím rotoru. Tím se mění intenzita magnetického pole budicího vinutí.
Při správné funkci alternátoru i regulátoru je výstupní napětí na svorce B+ stabilní v celém rozsahu otáček alternátoru (spalovacího motoru). *
Celý článek v časopise Mechanizace zemědělství.
