ŞARJ SİSTEMLERİ İÇİNDEKİLER Sayfa no: SEMBOLLER BÖLÜM
Transkript
ŞARJ SİSTEMLERİ İÇİNDEKİLER Sayfa no: SEMBOLLER BÖLÜM
ŞARJ SİSTEMLERİ İÇİNDEKİLER Sayfa no: SEMBOLLER BÖLÜM-I ...................................................................................................................... 1 1-GİRİŞ............................................................................................................................. 4 BÖLÜM-II ........................................................................................................................ 5 2-LİTERATÜR ............................................................................................................... 5 2.1-ŞARJ DİNAMOLARI ................................................................................................ 5 2.2-KLASİK TİP ALTERNATÖRLER ........................................................................... 6 2.2.1-Yapısı....................................................................................................................... 7 2.3- ELEKTRO MEKANİK REGÜLATÖRLER ............................................................ 9 2.3.1-Tek Platinli Regülatörler ....................................................................................... 10 2.3.2-İki Platinli Regülatörler ......................................................................................... 11 2.3.3-REGÜLATÖRÜN ÖZELLİKLERİ ...................................................................... 11 2.3.3.1- Histerisis (Voltaj azalması) özellikleri: ............................................................. 12 2.3.3.2-Sıcaklık özelliği:................................................................................................. 12 2.4-LAMBA RÖLELİ ŞARJ SİSTEMİ.......................................................................... 14 2.5-UYARTIM DİYOTLU ALTERNATÖRLER ......................................................... 16 2.6-KOMPAKT ALTERNATÖRLER ........................................................................... 17 2.6.1-Özellikler ............................................................................................................... 18 2.6.2-Yapısı..................................................................................................................... 19 2.7-IC (ENTEGRE DEVRE) REGÜLATÖRLERİ........................................................ 20 2.7.1-IC Regülatörünün Çalışma Prensibi ...................................................................... 21 2.7.2-IC Regülatörünün Özellikleri ................................................................................ 22 2.8-A TİP IC REGÜLATÖRLERİ ................................................................................. 23 2.9-B TİP IC REGÜLATÖRLERİ ................................................................................. 24 2.9.1- A devresinin görevleri .......................................................................................... 25 2.10-M-TİP IC REGÜLATÖR ....................................................................................... 26 2.10.1-Sıcaklık özellikleri............................................................................................... 27 2.10.2-Çalışması ............................................................................................................. 27 BÖLÜM –III ............................................................................................................... 30 1 3.1-TEORİ ...................................................................................................................... 30 3.1.1-FARADAY’IN ELEKTRİK ÜRETME PRENSİBİ ............................................. 30 3.1.2-ALTERNATİF AKIM JENERATÖRLERİ .......................................................... 32 3.1.3-ELEKTROMOTOR KUVVET YÖNÜNÜN BULUNMASI ............................... 33 3.1.4-ELEKTROMOTOR KUVVET MİKTARI........................................................... 34 3.1.5-ALTERNATÖRÜN ÇALIŞMA PRENSİBİ......................................................... 37 3.1.5.1-Üç fazlı alternatif akım....................................................................................... 40 3.1.5.2-Yıldız bağlantı .................................................................................................... 41 3.1.5.3-Üçgen bağlantı.................................................................................................... 43 3.1.6-ATERNATİF AKIMIN DOĞRULTULMASI...................................................... 43 BÖLÜM-IV ................................................................................................................. 46 4- MATERYAL METOD .............................................................................................. 46 BÖLÜM- V ................................................................................................................. 49 5- SONUÇ VE ÖNERİLER ........................................................................................... 49 TABLO- 5.1 OCTOPUS CİHAZI TEST SONUÇLARI................................................ 49 Tablo-5.2 THEPRA test cihazı test sonuçları................................................................. 50 KAYNAKLAR ............................................................................................................... 55 EKLER ......................................................................................................................... 56 EK-1 ARIZACILIK........................................................................................................ 56 EK.1.1- ŞARJ SİSTEMİ PROBLEMLERİN SINIFLANDIRILMASI ......................... 56 EK.1.2-ARIZACILIK PROSEDÜRÜ ............................................................................ 57 Ek.1.2.1-Zayıf Veya Boşalmış Akü................................................................................ 59 Ek.1.2.2-Alternatörde Aşırı Gürültü ............................................................................... 60 EK.1.3-ARAÇ ÜSTÜ KONTROLLER.......................................................................... 61 Kontrol Sırasında İzlenecek Yollar................................................................................. 61 Ek.1.3.1-Batarya Yoğunluk Kontrolü............................................................................. 62 Ek.1.3.2-Akü Kutup Başlarının Sigorta Ve Bağlantılarının Kontrolü........................... 62 Ek.1.3.3-Tahrik Kayışının İncelenmesi .......................................................................... 63 Ek.1.3.4-Alternatör Kablolarının Kontrolü Ve Anormal Gürültünün Dinlenmesi....... 63 Ek.1.3.5-Şar Uyarı Lamba Devresinin İncelenmesi ....................................................... 63 Ek.1.3.6-Şarj Devresi Yüksüz Kontrolü ......................................................................... 64 Ek.1.3.7-Şarj Devresinin Yük Altında Kontrolü ............................................................ 66 2 EK.1.4-ALTERNATÖR REGÜLATÖRÜNÜN İNCELENMESİ................................. 66 Ek.1.4.1-Voltaj Regülatörünün Ayarlanması ................................................................. 67 EK.1.5-REVİZYON ....................................................................................................... 68 Ek.1.5.1-Anormal Gürültü Testi ..................................................................................... 68 Ek.1.5.2-Süreklilik Testi................................................................................................. 68 Ek.1.5.3-Negatif Uç Doğrultucu Diyotunun Kısa Devre Testi....................................... 69 Ek.1.5.4-Pozitif Uç Diyotlarının Kısa Devre Testi......................................................... 69 Ek.1.5.5-Rotor Sargıları Direnç Testi............................................................................. 70 EK.1.6-KLASİK TİP ALTERNATÖRÜN İNCELENMESİ ......................................... 71 Ek.1.6.1-Rotorun Açık Devre Kontrolü.......................................................................... 71 Ek.1.6.2-Kayar Bileziklerin Ölçülmesi........................................................................... 71 Ek.1.6.3-Statorun Kontrolü............................................................................................. 72 Ek.1.6.4-Kömür Çıkma Boyunun Ölçülmesi.................................................................. 72 EK.1.7-DOĞRULTUCU DİYOTLAR........................................................................... 73 Ek.1.7.1-Pozitif Doğrultucu Diyotların İncelenmesi ...................................................... 73 Ek.1.7.2-Negatif Doğrultucu Diyotların İncelenmesi..................................................... 74 EK.1.7.3-RULMANLAR ............................................................................................... 74 EK.1.8-YÜKSEK HIZLI KOMPAKT TİP ALTERNATÖRÜN İNCELENMESİ ....... 74 Ek.1.8.1-Kömürler .......................................................................................................... 74 Ek.1.8.2-Arka Rulmanların İncelenmesi ........................................................................ 75 EK.1.9-DİYOTLARIN OSİLOSKOP GÖRÜNTÜLERİ VE İNCELENMESİ............. 75 3 BÖLÜM-I 1-GİRİŞ Araç üzerinde bulunan şarj sisteminin amacı, elektrik alıcılarına (far, sinyal, cam sileceği, radyo v.b) akım vererek beslemek ve araç bataryasını devamlı şarjda tutmaktır. Otomobil bataryasının görevi marş motorunu,farlar ve silecekler gibi otomobil alıcılarına yeterli miktarda elektrik sağlamaktır. Bununla beraber batarya, kapasitesiyle sınırlıdır ve devamlı olarak otomobilin tüm elektriksel güç ihtiyacını karşılayabilecek kapasiteyi sağlayamaz. Her elektrik alıcısına gerektiği zaman ve miktarda elektriği sağlamak için, bataryanın daima tam şarjlı kalmasını sağlamak gerekir. Bunun için otomobillerde elektrik üretmek ve bataryayı tam şarjda tutmak için bir şarj sistemine gerek duyulmaktadır.. Alıcıları besleme işlemi batarya, alternatör, alternatör regülatörü ve devre kablolarından meydana gelen parçalarla gerçekleşmektedir. Şarj sistemi şarjı, motorun bir kısım mekanik enerjisini elektrik enerjisine çevirerek yapar. Araç motoru çalışmadığı zamanda kullanılan bütün alıcılar batarya tarafından beslenir. Motor çalıştığında bu görevi şarj sistemi yapar. Araç motoru düşük devirlerde çalışırken şarj sisteminin vereceği akım alıcıları beslemeye yetmeye bilir. Bu durumda alıcıların beslenmesini alternatör, batarya ile birlikte yapar. Araç motoru yüksek devirlerde çalışırken şarj sisteminin vereceği akım, elektrik alıcılarının harcadığından fazla olabilir. Bu durumda sistemin ürettiği akımın bir kısmı alıcılara giderken, diğer bir kısmı da bataryanın şarj edilmesini sağlar. Araç motoru çok yüksek devirlerde çalışırken elektrikli alıcılar kullanılmayabilir. Şarj voltajı da batarya voltajından daha yüksek olacağından bataryayı aşırı şarj ve yüksek voltajla şarjdan korumak için alternatörlü şarj sistemlerinde mekanik regülatörler yanında günümüzde yaygın olarak elektronik regülatörler kullanılmaktadır. 4 BÖLÜM-II 2-LİTERATÜR Elektrik ile ilk keşifi yapan İngiliz bilim adamı Michael Faraday 19.uncu yüzyılın ilk yarısında yaptığı deney ve çalışmalar sonucunda manyetik enerjiden elektrik akımı elde edilebileceğini keşfetmiş ve ilk elektrik dinamosunu yapmıştır. O zamandan bu güne kadar çeşitli aşamalardan geçen dinamolar, otomobilin icat edilmesiyle otomobile de şarj sistemi olarak yerleşmiştir. Otomobille birlikte gelişen şarj sisteminde önce üç fırçalı dinamolar ve daha sonrada iki fırçalı şönt dinamolar kullanılmıştır. 2.1-ŞARJ DİNAMOLARI İkaz sargıları sabit manyetik alanı oluşturmak için düzenlenir. Pabuçların kutupları hafifçe mıknatıslanmıştır. Dinamo endüvisinde akım meydana gelmesi için endüvi sargılarının manyetik alana ait kuvvet hatlarını kesmesi gerekir. Bu manyetik alan, kutuplarda var olan kalıcı mıknatıslık tarafından sağlanır. Dönmekte olan endüvi zayıf kuvvet hatlarını kesince endüvi sargıları üzerinde bir akım indüklenir. Akımın endüviden, kömürler üzerine kollektöre ve ikaz sargılarına geçmesi sağlanır. Akımın geçmesi, endüvideki manyetik kuvvet hatlarını kuvvetlendirir. Böylece endüvide daha yüksek bir akım meydana gelir. Kollektör ve fırçalar endüvi sargılarına gerilimin tek yönde akmasını sağlar. Dinamolar dış devreye doğru akım verirler. Dinamolar “sabit bir manyetik alan içersinde hareket ettirilen bir iletkende akım indüklenir” prensibiyle çalışır. Dinamonun verimi; manyetik alanın kuvvetine, iletkenin manyetik kuvvet hatlarını kesme hızına ve endüvinin her bobindeki iletken sayısına bağlıdır (1). Ancak günümüz otomobil motorları çok daha yüksek devirli olup, araçlarda elektrik alıcısı sayıları da artmıştır. Ayrıca motorlu araç sayısının artması ile şehir içi trafiğine yavaşlattığından dinamolar alçak hızlarda alıcıları besleyemez duruma 5 gelmişlerdir. Bundan dolayı günümüzde dinamolar yerine alternatörlü şarj sistemleri kullanılmaktadır. Alternatörlü şarj sistemlerinde kontak açıldığında bataryadan gelen akım regülatörden geçtikten sonra alternatörün uyartım sargılarına gelir ve oradan da şasiye gider. Bu nedenle daha başlangıçta güçlü bir manyetik alan oluştuğundan alternatörler, dinamolardan daha düşük devirlerde akım üretirler. Bundan başka alternatörler, yüksek devirlerde dinamolardan daha dayanıklı ve hafif olduklarından dolayı kasnak çapları küçük yapılarak devirleri arttırılmıştır. Bu, alternatörün düşük motor devirlerinde yüksek akım vermesinde önemli rol oynamaktadır (2). 2.2-KLASİK TİP ALTERNATÖRLER Alternatör motordan gelen mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirir. Mekanik enerji motordan bir kasnak vasıtasıyla alınır ve rotor döndürülerek,stator sargılarında alternatif üretilmesi sağlanır. Bu alternatif akım diyotlar tarafından doğru akıma çevrilerek bataryaya gönderilir. Alternatörün temel parçaları elektro mıknatıslanmayı oluşturan rotor, elektrik akımını üreten stator ve akımı doğrultan diyotlardır. Bunlara ek olarak, aynı zamanda manyetik oluşturulması için rotora akım geçiren fırçalar, rotorun yumuşak bir şekilde dönmesini sağlayan rulmanlar ve rotoru, statoru ve diyotları soğutmak için bir fan bulunmaktadır. Tüm bu parçalar ön ve arka kapak tarafından birleştirilir (2) 6 2.2.1-Yapısı Klasik tip alternatörün parçaları (Şekil -2.1) ; Şekil -2.1 Klasik tip alternatörün yapısı Rotor; Rotor, kutup çekirdekleri (manyetik kutuplar) bir manyetik alan bobini(rotor) kayar bilezikler ve bir rotor milinden meydana gelmiştir. Manyetik alan bobini, dönme yönüyle aynı yönde sarılmıştır ve bobinin her iki ucu bir kayar bileziğe bağlanmıştır. Bobinin her iki ucuna manyetik alan bobinini kuşatacak şekilde kutup çekirdeği başlanmıştır. Manyetik alan, akımın bobin üzerinden geçmesiyle ve kutuplardan birinin N kutbu, diğerinin kutbu olmasıyla oluşturulmaktadır. Kayar bilezikler, kömür temas yüzeyleri yüksek kalitede işlenmiş, paslanmaz çelik gibi metallerden yapılırlar. Bunlar rotor milimden yalıtılmışlardır. (Şekil -2.2) 7 Şekil -2.2 Rotorun yapısı Şekil -2.3 Statorun yapısı Stator; Stator, stator çekirdekleri ve stator bobinlerinden meydana gelmiştir ve , ön ve arka kapaklara tutturulmuştur. Stator çekirdeği, çelik kaplanmış ince plakalardan meydana gelir. Şekil-2.3 de görüldüğü gibi statorun yapısında çok uzun iletkeni bobin haline getirmek için kangallar kullanılmıştır. Bir çok bobinlerde bir araya gelerek sargıyı meydana gerdirmektedir. Bu, sargı tekniğine uyun şekilde yerleştirilmiştir. Çok az gerilim sağlayan bir kangal kullanacağımız yerde bobin yapmak için birçok kangal bir araya getirilir. Her kangal kendi başına seri olarak diğerlerine ekli olduğundan, bunların her birinde indüklenen gerilim, eklenerek bobinin toplam gerilimi meydana gelir. 8 Bundan sonra, şekilde gösterilen yedi bobin birbirine seri bağlanarak yani gerilimleri eklenerek sargı gerilimi meydana gelir. Her bir bobin için bir çift N, S kutbu gerektiği için, 14 kutup kullanılmıştır (Şekil -2.3) (1). Diyotlar; Eş yüklü diyot tablaları içinde, üç adet pozitif ve üç adet negatif diyot bulunur. Alternatör tarafından üretilen akım, uç kapaklardan yalıtılmış pozitif yönlü diyot tablalarından verilir. Doğrultma sırasında diyotlar ısınırlar, diyot tablaları bu ısıyı yayacak ve diyotların aşırı ısınmasını önleyecek şekilde dizayn edilirler. 2.3- ELEKTRO MEKANİK REGÜLATÖRLER Alternatörlü şarj sistemlerinde akım ve gerilimin düzenlenmesinde değişiklikler olmuştur. Dinamolu sistemde kullanılan akım regülatörü ve devre kesici alternatörlü sistemlerde kullanmaya gerek kalmamıştır. Çünkü alternatör çıkış gücü üç faktöre bağlı olarak değişmektedir. Bunlar; stator sargılarının boyu ve kesiti, alternatör rotorunun dönüş hızı ve rotor sargılarının oluşturduğu manyetik alandır. Stator sargılarının sayısı değiştirilemediğinden ve alternatör rotoru hareketini motordan aldığından rotorun hızı da kontrol edilemez. Alternatör çıkış akımının kontrol edilebilmesi için manyetik alanı oluşturan rotor sargılarının çektiği akım şiddeti kontrol edilebilir. Alternatör, motor relanti de çalışırken 10-15 amper akım üretir. Motor devri arttırıldığında da çıkış akımı da artmaktadır. Devrin armasıyla birlikte akım artışı yavaşlar ve 5000 d/dak’da sonra devir arttırılsa bile akımda büyük bir değişiklik meydana gelmez. Bu nedenle alternatörlü şarj sistemlerinde akım sınırlayıcı regülatörler kullanılmaz. Alternatörlü şarj sistemlerinde bataryanın aşırı şarjını önlemek için sadece gerilimi sınırlayan voltaj regülatörleri kullanılmaktadır. Alternatörlerde gerilim regülatörü olarak ilk olarak elektro mekanik (alan röleli) bir ve iki kontaklı gerilim regülatörleri kullanılmıştır (3). 9 Regülatör, alternatör tarafından üretilen voltajı miktar miktarını kontrol etmek için, rotora gelen manyetik akım miktarını arttırır veya azaltır. Regülatör platinler, bir manyetik ve bir dirençten meydana gelir (Şekil -2.4). Şekil -2.4 Elektro mekanik regülatör Şekil -2.5 Tek platinli tip regülatör 2.3.1-Tek Platinli Regülatörler Tek platinli regülatör; rotorun manyetik alan bobiniyle (F) seri olarak bağlanmış bir (R) direncine sahiptir. Bu direnç, motor düşük hızlarda çalışırken, platinler tarafından by-pas geçilir. Alternatör voltajı düşük olduğunda, manyetik bobinin (M) manyetik kuvveti zayıf olduğu için, platinler kapalıdır ve manyetik alan bobininin akımı platinlerden geçer (Şekil 2.5). Voltaj yüksek olduğunda, manyetik kuvvet büyüktür ve platin açıktır. Platin açık olduğu zaman, akım (R) direnci üzerinden geçer ve böylece, manyetik alan bobinine gelen akım düşer. Manyetik alan bobinine gelen akımın düşmesiyle alternatör voltajı düşer ve platinler kapanır. Platinlerin tekrar kapanmasıyla, akım yükselir ve voltaj yükselerek platinler açılır. Bu şekilde saniyede defalarca, platinler devamlı olarak açılıp kapanır. Platinler açıkken, manyetik alan akımı (R) direnci üzerinden geçer. Regülatörün, alternatör voltajını yüksek hızlarda kontrol etmesini sağlamak için (R) direncinin daha büyük olması gerekmektedir. Bununla beraber, eğer (R) direnci 10 büyürse, düşük hızlarda platinler açılıp kapandıkça, voltajda daha büyük bir dalgalanma olacaktır (2). 2.3.2-İki Platinli Regülatörler Tek platinli tip regülatörün dezavantajını ortadan kaldırmak için, farklı platinler kullanılarak, düşük hızlar için (P1) ve yüksek hızlar için (P2) olarak dizayn edilmiştir. Düşük hızlarda, tek platinli tipte olduğu gibi aynı şekilde hareketli platin, düşük hız platini (P1) açıp kapatır. Bununla birlikte yüksek hızlarda voltaj düşük hız platini tarafından kontrol edilemediğinde, hareketli platin , kontak yapıp açar. Hareketli platin, yüksek hız platiniyle temas ettiği zaman, manyetik alan akımı kesilir. (Şekil-2.6) Şekil-2.6 İki platinli regülatör Şekil-2.7 Tek ve iki platinli tip karşılaştırılması İki platinli tip regülatörün özelliği, düşük hız ve yüksek hız çalışma aralığı bulunmasıdır. Bununla beraber, histerisis’e bağlı olarak bir dezavantaj yüksek hız konumundan düşük hız konumuna geçerken voltajın hafifçe düşmesidir. Bununla beraber tek platinli ile karşılaştırıldığında (R ) direnci platinlerin açma- kapama sırasında daha az ark yaratacağı şekilde küçük tutulabilir. Böylece platinlerin daha uzun ömürlü olması sağlanır. İki platinli tip günümüz otomobillerinde en çok kullanılan regülatör tipidir (Şekil-2.7) (2) 2.3.3-REGÜLATÖRÜN ÖZELLİKLERİ Regülatörün görevi, alternatör tarafından üretilen voltajı sabit seviyede tutmaktır. Bunula beraber, gerçekte jeneratörün özelliğine bağlı olarak voltaj sabit 11 kalmaz, dalgalanır. Platinli tip (Tirril) regülatörler için, voltajın dalgalanmasının çeşitli nedenleri olmakla birlikte, ilk nedeni regülatörün histerisis ve sıcaklık özelliklerine bağlı olmasıdır. Regülatörü ayarlamadan önce, bu özelliklerin bilinmesi gerekir (4). 2.3.3.1- Histerisis (Voltaj azalması) özellikleri: Hareketli platin yüksek hız platininden düşük hız platinine geçerken bir voltaj Voltaj azalması olur. Bu histerisis etkisi olarak isimlendirilir (Şekil-2.8.1). Şekil-2.8.1 Histerisis özellik Şekil-2.8.2 İki platinli tip regülatör Hareketli platin düşük hız veya yüksek hız konumlarından birinde çalışırken, endüvi boşluğunda ve açısal boşlukta bir değişiklik olur ve bu değişiklik manyetik dirençte azalma veya çoğalmaya neden olur. Aynı zamanda hareketli platin, yüksek hız tarafından düşük hız tarafına geçerken, yüksek hız çalışmasında artan manyetizma, bobin çekirdeklerinde kalır ve devam eder. Bu iki olay alternatör voltajının zayıflamasına neden olur (Şekil-2.8.2). 2.3.3.2-Sıcaklık özelliği: Voltaj regülatörünün manyetik bobininde bakır teller bulunur ve bu tellerin sıcaklığı yükselirse dirençleri artarak manyetik bobin çekme kuvvetinde bir düşme olacaktır (Şekil-2.9.1). 12 Şekil-2.9.1 Voltaj regülatörü Bu da alternatör çıkış voltajında bir yükselmeye neden olacaktır. Voltaj da bu tip yükselmeleri önlemek için, regülatörde bir direnç veya bi- metal eleman bulunur. Bazı regülatörlerde her ikisi de bulunmaktadır (Şekil-2.9.2). Direnç, sıcaklık direnç katsayısı düşük bir nikel krom tel veya bir karbon elemana sahiptir, ve bobine seri olarak bağlanmıştır. Bu direnç, sıcaklık V dalgalanmasıyla uyumlu olarak tüm direnç oranını düşürmektedir. (Şekil-2.9.3) Şekil-2.9.2 Sıcaklık özelliği Şekil-2.9.3 Regülatörde voltaj dalgalanmaları Bi-metal eleman, hareketli platine yardım eden bir yay ile birlikte kullanılır. Bimetal elman sıcaklığın yükselmesiyle yay tansiyonunu düşürürü. Regülatör çalışmaya başladıktan sonra, sıcaklık sabitleninceye kadar voltaj dalgalanacaktır. Regülatör bir kez çalışmaya başladığında, akım manyetik bobin sıcaklığını ani olarak artmasına neden 13 olur. Bunula beraber bi-metal eleman sıcaklığındaki yükselme hafifçe ertelenir, dolayısıyla yay tansiyonu yükselir ve voltaj artar (4). 2.4-LAMBA RÖLELİ ŞARJ SİSTEMİ Alternatörün motor çalıştıktan sonra şarj edip etmediğini anlamak için lamba rölesi kullanılmıştır (4). Şekil-2.10 Lamba röleli şarj sistemi şarj lambasının yanması Kontak anahtarı açık ve motor çalışmadığı zaman akım, bataryanın pozitif kutbundan sigorta bağlantısına, kontak anahtarı üzerinden rotor akım sigortasına gelir. Buradan regülatörün IG terminalinden geçerek PL1 platinine gelir. Bu esnada alternatör akım üretmediği için PL1, PL0 platini ile temas halindedir. Akım PL0 platini üzerinden geçerek regülatörün F terminaline gelir. Bu uç alternatörün F terminaline bağlıdır ve akım alternatörün F terminali üzerinden kömürlere gelir, oradan kayar bileziğe gelerek rotor sargıları üzerinden geçer. Buradan geçtikten sonra alternatörün E terminalinden çıkan akım şasilenir ve böylece rotor sargıları bataryadan gelen akımla uyarılmış olur. Bu esnada bataryadan gelen akım şarj uyarı lambasının üzerinden geçerek regülatörün L terminalinden P0 platinine gelir. Alternatör akım üretmediği için bobin 14 mıknatıslanamaz ve P0 ile P1 platinleri temas durumunda kalır. Akım buradan E terminali üzerinden şasilenir ve şarj uyarı lambası yanar (Şekil-2.10). Şekil-2.10.1 Lamba röleli şarj sisteminde lambanın sönmesi ve şarja başlama Motor çalıştıktan ve rotor döndükten sonra, stator sargılarında gerilim üretilir. Bu gerilim alternatörün N terminalinden çıkarak regülatörün N terminaline, oradan voltaj rölesine gelir. Rölede meydana gelen manyetik alan P0 platinini P2 platini ile temas ettirerek şarj uyarı lambasını her iki tarafına pozitif eşit voltaj uygulanacaktır. Böylece şarj uyarı lambasından akım geçmeyecek ve lamba sönecektir. Bununla beraber alternatörün akım üretmesiyle, alternatörün B terminalinden çıkan akım, regülatörün B terminaline gelerek P2 platin ve P0 platini üzerinden geçer. Akım buradan voltaj regülatörü manyetik bobin üzerinden geçerek regülatörün E terminali üzerinden şasilenir. Alternatör düşük veya orta hızda döndüğünden üretilen akım az olur. Voltaj regülatörü bobini yeterince mıknatıslanamayarak PL0 platini PL2 platinine temas etmeyecektir. Yine bu esnada alternatörün ürettiği akım B terminalinden çıkarak bataryanın pozitif kutbuna gelerek bataryayı şarj eder. Akım bataryanın pozitif ucundan kontak anahtarına, oradan regülatörün IG terminaline gelir ve R yük direnci üzerinden regülatörün F terminaline, oradan da alternatörün F terminaline gelerek rotor sargılarını uyamaya devam eder (Şekil-2.10.1). 15 Şekil-2.10.2 Bataryanın yüksek şarjdan korunması Motor devrinin artmasıyla alternatörün ürettiği voltaj daha da artarak B ucundan çıkıp regülatörün B ucuna gelir. Buradan geçerek voltaj regülatörü manyetik bobininde kuvvetli bir manyetik alan oluşturarak PL0 platini PL1 platini ile teman durumuna getirerek, F ucundan rotor sargılarına giden uyartım akımını kesilir ve alternatör akım üretmez. Böylece batarya yüksek voltajlı şarjdan korunmuş olur (Şekil-2.10.2). Röle kontakları zamanla ark yapıp yandığından ve sık sık ayarlarının bozulması gibi olumsuzluklar hem regülatör alan rölesini hem de lamba rölesinin kullanımdan kalkmasına neden olmuştur. Ancak daha sonraları lamba rölesinin görevini uyartım diyotları almıştır . 2.5-UYARTIM DİYOTLU ALTERNATÖRLER Şekil-2.11 Uyartım diyotlu şarj sistemi 16 Kontak anahtarının açılmasıyla şarj kontrol lambasından geçen çok küçük bir akım regülatör birinci kontağından ve rotor sargılarından geçerek devresini tamamlar. Ve şarj kontrol lamba sı yanar. Bu anda rotor sargılarında çok küçük şiddette manyetik alan oluşmuştur. Motorun çalışmasıyla rotor sargılarındaki çok küçük şiddetteki manyetik alan stator sargılarında 3-5 voltluk gerilim oluştura bilir. 3-5 voltluk gerilim bataryayı şarj edemeyecektir. Bu gerilim uyartım diyotları tarafından doğrultularak rotor sargılarına gönderilir. Manyetik alanın kuvvetlenmesiyle birlikte alternatör gerilimi de yükseleceği için şarj başlamış olacaktır. Şarj işlemi sırasında uyartım diyotları üzerinden gelen +13- 14 voltluk şarj gerilimi şarj kontrol lambasının sol ucunu etkileyecektir. Ayrıca alternatörün 30 nolu ucundan ve kontak anahtarı üzerinden gelen aynı şarj gerilimi şarj kontrol lambasının sağ ucunu da etkiler. Her iki pozitif gerilim birbirini nötrleştireceklerinden, şarj kontrol lambası sönecektir (Şekil-2.11) (5). 1960’lı yıllardan sonra elektroniğin daha da gelişmesi ile elektronik regülatörler kullanılmaya başlanmıştır. Böylece regülatör bakımı ortadan kalkmıştır. Elektronik regülatörler oldukça kararlı bir yapıya sahiptir. Çıkış voltajları sabit bir değerde olup bataryayı çok kararlı bir değerde şarjlı tutarlar. Günümüzde en son kullanılan alternatörlü şarj sistemlerinde elektronik regülatörler alternatör ile birlikte kompakt olarak imal edilmektedirler. 2.6-KOMPAKT ALTERNATÖRLER IC (Entegre devre) regülatörlü bir kompakt (küçük ve hafif) alternatör, standart büyüklükteki bir alternatörden %17 daha küçük ve %26 daha hafiftir.(Şekil-2.12) 17 Şekil-2.12 Kompakt alternatörün kesiti IC regülatörlü alternatör, standart ölçüdeki bir alternatörle aynı şekilde üretilir. Fakat şüphesiz IC regülatörünün çalışması klasik platinli tip bir regülatörün çalışmasından farklıdır (4). 2.6.1-Özellikler a- Daha küçük ve daha hafiftir. Küçüklüğü ve hafifliği arttırmak için, manyetik devrede,j rotor stator arasındaki boşluğun azaltılması gibi, gelişmeler ve rotor kutup çekirdeklerinin şeklindeki değişiklikler yapılmıştır. b-Fan ve motor birleştirilmiştir. Kompakt alternatörün dönme hızı standart ölçülerdeki alternatörden daha fazladır.Bu değişikliği karşılamak için, klasik tipte alternatörün dışında yer alan fan soğutma verimini ve emniyeti arttırmak için alternatör içinde rotorla birleştirilmiştir. 18 c- Servis kolaylığı arttırılmıştır. Doğrultucu, kömür tutucusu ve IC regülatör, kolay sökme takmayı sağlamak için cıvatalarla arka kapağa bağlanmıştır. d- Şarj sistemi basitleştirilmiştir. Çok fonksiyonlu IC regülatörünün kullanımı şarj sistemini basitleştirerek güvenliği arttırmıştır. 2.6.2-Yapısı Rotor; Rotor, bir manyetik alan mıknatısı gibi çalışır ve mille beraber döner. Bu tip alternatörlere “Dönel manyetik alan mıknatıslı alternatör” de denilir. Rotor gurubu, bir manyetik alan bobini, kayar bilezik mili ve fandan meydana gelir. Klasik tip alternatörden farklı olarak, rotorun her iki tarafında birer fan bulunur. (Şekil-2.13) Şekil-2.13 Kompakt alternatör rotorun yapısı Ön ve arka Kapaklar; Kapakların iki görevi vardır; rotora yataklık yapmak ve bir motor bağlantısı gibi çalışmak. Her iki kapakta, soğutma verimini arttırmak için çeşitli hava geçitleri bulunur. Doğrultucu, kömür tutucuları, IC regülatör, vs. arka kapağın arkasında yer alır. Stator; Stator gurubu, stator çekirdeği ve stator bobininden oluşur ve ön kapağa sıkı gemedir. Stator tarafından üretilen ısı, soğutma verimini arttırmak amacıyla ön kapağa takılır. 19 Doğrultucu; Doğrultucu çıkış akımına bağlı olarak üretilen ısının yayılmasına yardımcı olmak amacıyla, dış yüzeyinde bir çıkıntı olacak şekilde tasarlanmıştır. Aynı zamanda tek parça gövde yapısı ve diyot elemanları arasındaki yalıtılmış terminal bağlantılarına bağlı olarak doğrultucu oldukça küçülmüştür. V- Kanallı Kasnak; Daha iyi bir yüksek hız verimini sağlayan V kanallı kasnak kullanımıyla kasnak oranı yaklaşık %2.5 arttırılmıştır. 2.7-IC (ENTEGRE DEVRE) REGÜLATÖRLERİ Alternatör, beraber üretilen kompakt bir IC regülatörünün iç devresinde güvenilirliği ve şarjı arttırmayı sağlamak için yüksek kaliteli tek parça entegre devre (IC) bulunur (Şekil 2.14) . Şekil-2.14 IC Regülatörünün görünüşü Platinli tip regülatörün ve IC regülatörünün, ikisinin de amacı aynıdır; Rotor bobin üzerinden geçen manyetik alan akımını kontrol ederek,alternatör tarafından üretilen voltajı sınırlamaktır. Aralarındaki temel fark, platinli tip regülatördeki röle yerine IC regülatörde, manyetik alan akımını kesmek için IC (Entegre devre) bulunur. 20 IC regülatör küçük ve hafif olup, mekanik nokta bağlantılarına bağlı olarak mükemmel bir güvenilirliği vardır. Platinli tiple karşılaştırıldığında aşağıdaki özelliklere sahiptir (4). Avantajlar • Dar bir çıkış voltaj aralığı ve çıkış voltajında zamanla küçük değişmeler. • Titreşime karşı dirençli veya hareketli parçaların azalmasıyla sağlanan kaybına rağmen uzun ömürlü olması. • Sıcaklığın yükselmesiyle çıkış voltajı azaldığından, batarya için gerekli şarj gerçekleştirile bilecektir. Dezavantajı • Olağan olmayan yüksek voltaj ve sıcaklıklarda hassastır. 2.7.1-IC Regülatörünün Çalışma Prensibi Şekil-2.15 teki IC regülatörünün devre şemasında, B terminalinde çıkış voltajı düşük olduğunda, akü voltajı R direnci üzerinden Tr1 transistörü’nün beyzine uygulanır ve Tr1 devresi açılır. Aynı zamanda rotor sargılarına gelen manyetik alan akımı, B den rotor bobininden F den Tr1 den E, üzerinden geçer. Şekil-2.15 Regülatörün çalışma prensibi 21 B terminalinde çıkış voltajı yüksek olduğunda Zener diyota (ZD) uygulanan voltaj büyüktür ve bu voltaj Zener diyot voltajına ulaştığında, (ZD) iletken olur. Buna paralel olarak Tr2’nin devreye girmesiyle Tr1 kapanır. Bu manyetik alan akımını keserek, çıkış voltajını düzenler (4). • Zener Diyot Zener diyotuna ileri yönde A’dan B2 ye bir voltaj uygulandığında ,akım normal diyotlarda olduğu gibi geçer. Bununla beraber, eğer ters yönde B’den A’ya belirli bir voltajın altında voltaj uygulanacak olursa Zener diyot iletken olmayacaktır. Zener diyot ile normal bir diyot arasındaki fark, ters yönde belirli bir voltajın üstünde voltaj uygulandığı zaman Zener diyot ‘un iletken olması ve akımın geçmesine izin vermesidir. Şekil-2.16 Zener diyotun çalışma prensibi Zener diyotun ters yönde, iletken olmadığı durumdan iletkenliğe geçtiği andaki voltaj, “Zener açma voltajı” olarak anılır (Şekil-2.16) (6). 2.7.2-IC Regülatörünün Özellikleri Akü yük özellikleri; Alternatör hızındaki değişme ile birlikte, çıkış voltajında ya çok az veya hiç voltaj değişmesi yoktur(0,1 ile 0,2 volttan fazla değil) ve platinli tipte olduğu gibi histerisis özelliği yoktur (Şekil-2.17). 22 Şekil-2.17 IC Regülatörünün akü yük özelliği Dış yük özellikleri; Çıkış voltajı ,yük yükselmesiyle beraber azalır. Platinli tip regülatörde olduğu gibi histerisis özelliği yoktur. Oranlı yüklerde bile voltaj değişmesi veya alternatörün maksimum çıkış akımı 0.5 ile 1 V arasındadır. Eğer alternatörün kapasitesini geçecek bir yük uygulanırsa ,çıkış voltajı platinli regülatörde olduğu gibi aniden düşecektir. Bu nedenle çıkış voltajını kontrol ederken kesinlikle aşırı bir yük uygulanmamalıdır. Sıcaklık Özellikleri; Çıkış voltajının düzenlenmesi için kullanılan Zener diyot ,ortam sıcaklığının artışıyla daha iletken olmaya meyilli olduğundan dolayı ,sıcaklığın yükselmesiyle birlikte çıkış voltajı genellikle azalır. Çıkış voltajının yüksek sıcaklıklarda düşmesi (Yaz mevsiminde) ve düşük sıcaklıklarda artmasından (Kış mevsiminde) dolayı, akü özelliklerine uygun gerekli şarj her zaman gerçekleştirilir (4). 2.8-A TİP IC REGÜLATÖRLERİ Bu tip alternatörde, alternatörü uyaran manyetik alan bobin diyotlarıyla birlikte, nötr nokta diyotları bulunur ve bunlarla beraber bulunan IC regülatörü, basit bir A tip regülatördür. A tip IC regülatör iki transistor, üç direnç ve iki diyottan meydana gelen tek parça bir ünitedir. Regülatörün görevi alternatörün çıkış voltajını spesifik değerler 23 içindeki bir bölgede tutmaktır. Bu manyetik alan bobininden geçen akımın kontrol edilmesiyle gerçekleştirilir (4). Manyetik alan akımı kontrolü; Manyetik alan akımı, rotor bobinin şasi tarafında (terminal F) Tr1 vasıtasıyla keserek kontrol edilir. Tr1 devreye girdiğinde ve şasi devresi kapandığı zaman, uyarıcı akım rotor bobininden geçer. Şasi devresi açıldığı zaman, uyarıcı akımın rotor bobininden geçişi kesilir. Çıkış voltajının algılanması; Alternatör çıkış voltajı,bir R direnci üzerinden Zener diyotuna uygulanır. Eğer çıkış voltajı daha önceden belirlenmiş voltajın üzerine çıkarsa , Zener diyotu Tr2 ye bir sinyal geçmesine izin verir. Bu sinyal Tr2 ve Tr1 üzerinden geçerek rotor bobininin şasi devresini keser (Şekil-2.18) (8). Şekil-2.18 Çıkış voltajının algılanması 2.9-B TİP IC REGÜLATÖRLERİ B Tip IC regülatörler ,nötr nota diyotları bulunan manyetik alan bobin diyotlarıyla uyarılan bir alternatördür. B tip IC regülatör A tip regülatörün geliştirilmiş şeklidir. Şarj lamba ve rölesi için genellikle kullanılan tip olduğu için açık/kapalı platinli tip olarak tanımlanmaktadır. 24 B tip IC tip regülatör için devre itibariyle A tip IC regülatör temel alınmıştır. Fakat aşağıdaki temel farklılıkları bulunmaktadır. *A tip regülatör ,alternatörün B terminalindeki voltajı kullanırken ,B tip akü kutup başındaki voltajı kullanır. Ek olarak ,terminal L deki voltajı (uyarı voltajı) kullanmayı sağlamak için B tipe bir R direnci ve bir D3 diyotu eklenmiştir. *Bunun yanında, rotor bobini devresindeki bir açıklığı tespit edebilmek için , bir Rd direnci sağlanmıştır (Şekil-2.19) (4). Şekil-2.19 B Tip IC regülatör devre şeması 2.9.1- A devresinin görevleri a. İlk uyarı sırasında, ilk uyarı akımının azalmasını önlemek için, Rd direncinden geçen akımı durdurmak amacıyla Tr3 kapatılır. b. L terminal voltajı yaklaşık 8 voltu geçtiği zaman, A devresi Rd tarafından tüketilen akım miktarını düşürmek amacıyla, Tr3 ‘ün titreşmesine neden olur. c. L terminal voltajı yaklaşık 8 voltun altına düştüğü zaman A devresi Tr3’ün devamlı “On” açık konumda tutar ve L terminal voltajını 8 voltun altına düşürür. Bu ,A terminal voltajını düşük tutarak şarj lamba rölesini çalıştırır ve şarj uyarı lambası yanar. Eğer güç üretimi sırasında rotor bobininde b,r açıklık oluşursa L terminal voltajı R1 ve Rd arasında bölünerek yaklaşık 3 volt olur. R1=19 ohm Rd=5,4 ohm 25 d. Güç üretimi sırasında S terminalinden hiç voltaj girişi olmadığı zaman (akü voltaj algı devresi açıldığı zaman ) A devresi Tr2’ye bir açılma sinyali gönderir. Bu yukarıda (c) maddesinde olduğu gibi aynı amaçla şarj uyarı lambasını yakmak için L terminal voltajını düşük tutar. e. Kontak anahtarını “ On” açık konuma getirilmesi L terminal voltajının bir an için yaklaşık 8 volttan daha yüksek bir değerde olmasına neden olur. Bununla beraber , eğer L terminal voltajı belirli bir zaman içinde yaklaşık 8 volttan daha yüksek bir değere çıkmıyorsa, A devresi Tr3’ün titreşmesine izin vermez (4). 2.10-M-TİP IC REGÜLATÖR Bu tip regülatörler, nötr nokta diyotlu kompakt regülatörlerdir. B tip IC regülatörle aralarındaki fark,üç manyetik alan bobin diyotunun ve ilk uyarı direncini kaldırılmış olmasıdır. Ayrıca IC regülatör uyarı akımını kontrol etmek için yapılmıştır. IC regülatörü için çok amaçlı M tip kullanılmaktadır. Günümüzün bir çok aracında M tip regülatör kullanılmaktadır. M tip IC regülatör, imalatta içine yerleştirilen bir tek parça entegre devreden meydana gelir. MIC (Monolithic İntegrated Circuit) M tip regülatör B tipinden, IC in görevi açısından ayrılır. IC rotor bobini açık devre tespit elemanı ve şarj lamba uyarısı gibi çalışır. Manyetik alan bobin diyotlarının ve ilk uyarı direncinin kaldırılmasına bağlı olarak , şarj sistemi daha basitleştirilmiştir. Aşağıdaki problemlerden herhangi biri oluşursa M tip IC regülatör şarj lambasının yanmasına neden olur. • Rotor bobin devresinde açıklık • Regülatör algılayıcısı (S terminali )devresinde açıklık • Terminaldeki voltajın 13 voltun altına düşmesi 26 2.10.1-Sıcaklık özellikleri M tip regülatörün sıcaklık özellikleri, A ve B tip regülatörün özelliklerinden basamak şekliyle farklıdır. Bu şarj kapasitesini arttırır. 2.10.2-Çalışması Şekil-2.20 M Tip IC regülatörde şarj lambasının yanması Kontak anahtarını “On” açık durumuna getirmekle akü voltajı IC regülatörünün IG terminaline gelir. Bu akü voltajı MIC tarafından alınır ve Tr1 devreye girerek, ilk uyarı akımını akü ve B terminali üzerinden rotor sargılarına geçmesini sağlar. Bu anda kontak anahtarının “ON” konumuna alınmasıyla aküden boşalan akımı azaltmak için MIC, Tr1’i aralıklı olarak açıp kapayarak uyarı akımını yaklaşık 0,2 A gibi küçük bir değerde tutar. Elektrik üretimi henüz başlamadığından dolayı P terminal voltajı sıfır dır. Bu MIC tarafından tespit edilerek, Tr3 açılıp Tr2 kapatılarak şarj uyarı lambasının yanması sağlanır (Şekil-2.20) (4). 27 Şekil-2.20.1 M tip regülatörde şarj lambasının sönmesi Alternatör akım üretmeye başladığı ve P terminal voltajı yükseldiği zaman, MIC, Tr1 in Beyzini tetikleyip iletime geçirir ve bataryadan gelen akım Tr1 transistörü’nün iletime geçmesiyle rotor sargılarını uyararak Tr1’in kollektör ucundan geçerek devresini tamamlar.böylece üretilen akım yükselmeye başlayacaktır. P terminal voltajı yükseldiği zaman, MIC Tr3 ün beyz akımını keserek Tr3 ün yalıtıma geçmesini sağlar. Bununla beraber Tr2 (PNP) transistörü iletimde tutulup alternatörün ürettiği akım bataryanın pozitif kutup başlığından gelerek Tr2’nin kollektöründen geçecek ve şarj uyarı lambasının her iki ucunda potansiyel fark olmayacağından lamba sönecektir. (Şekil-2.20.2) Şekil-2.20.2 M tip regülatörün şarj yapması 28 Tr1 açık kaldığı ve S terminal voltajı standart voltaja ulaştığı zaman bu durum MIC tarafından tespit edilir ve Tr1 transistörünün beyz akımını keserek yalıtıma geçirir. S terminal voltajı standart değerine altına düştüğünde MIC bu düşmeyi belirler ve Tr1 i tekrar iletime geçirir. Bu işlem tekrar edilerek S terminal voltajı standart voltaj değerinde tutulur. D terminal voltajı yüksek olduğundan MIC Tr3 ü kapalı ve Tr2 yi açık tutar. Böylece şarj uyarı lambası yanmadan bekler (Şekil-2.20.2). Eğer alternatör çalışırken regülatör algı devresinde bir açıklık meydana gelirse, MIC tarafından “S terminalinden giriş olmadığı” algılanır ve Tr1 açılıp kapatılarak B terminal voltajının 13,3 ve 16,3 voltları arasında tutulması sağlanır. Bu çıkış voltajını normal olmayan bir şekilde yükselmesini önler. Böylece alternatör, IC regülatör ve diğer elektrik parçalarını korur. MIC “S terminalinden giriş olmadığını” hissettiği zaman,Tr2 yi kapalı ve Tr3 ü acık tutar. Bu şarj uyarı lambasını yanmasına neden olur. Akü şarjı yapılamaz, böylece MIC, Tr1 i açıp kapayarak P terminal voltajını temel alarak B terminal voltajını 20 voltta tutar. Bu çıkış voltajının normal olmayan bir şekilde yükselmesini önler. Böylece alternatör ve IC regülatörünü korur. Eğer akünün şarjı devamlı olarak gerçeklettirilemezse, akü voltajı zamanla düşecektir. S terminal voltajı (akü voltajı) 13 voltun altına düştüğü zaman MIC tarafından hissedilerek, Tr2 yi kapalı ve Tr3 ü kapalı tutar. Bu şarj uyarı lambasının yanmasına neden olur. Eğer rotor sargısı devresinde bir açıklık meydan gelirse, elektrik üretimi durur. Aynı zamanda P terminal çıkış voltajı sıfır olur. Bu durum MIC tarafından algılanarak Tr2 yi kapalı ve Tr3’ü açık tutarak şarj uyarı lambasının yanmasını sağlar (4). 29 BÖLÜM –III 3.1-TEORİ 3.1.1-FARADAY’IN ELEKTRİK ÜRETME PRENSİBİ Bir manyetik alan içersinde hareket eden bir iletken, manyetik kuvvet hatlarını kestiği zaman illetken üzerinde elektro motor kuvveti (indüksiyon voltajı) oluşur ve iletken devrenin bir elemanı durumunda ise üzerinden bir akım geçer. Şekil-3.1 de görüldüğü gibi çok az bir akımla bile hareket edebilen bir ampermetre olan galvanometrenin ibresi, mıknatısın kuzey (N) ve güney (S) kutupları arasında bir iletkenin ileri-geri hareket ettirilmesiyle doğan elektro motor kuvvetine bağlı olarak hareket eder. Şekil-3.1 Elektrik üretme prensibi Eğer herhangi bir nedenle iletken manyetik alan içinden geçmeye zorlanırsa, iletkende elektro manyetik kuvvet oluşacaktır. Bu özelliğe “elektro manyetik indüksiyon” adı verilir. Jeneratör, elektro motor kuvvetini elektro manyetik indüksiyon yardımıyla üretir ve bunu elektrik gücüne çevirir. Her ne kadar, tek bir iletken bir manyetik alan içinde döndürüldüğünde elektromotor kuvveti üretilse de, gerçekte üretilen kuvvet çok düşüktür ( Şekil-3.2) (6). 30 Şekil-3.2 Tek iletkende akım indüklenmesi Eğer iki iletken uç uca birleştirilecek olursa, her ikisinde de elektromotor kuvveti üretilecek ve iki katı şiddetinde olacaktır. Böylece manyetik alan içinde daha çok sayıda iletkenin döndürülmesiyle, daha fazla elektromotor kuvveti üretilecektir. (Şekil-3.3). Şekil-3.3 Bir halkada akım indüklenmesi Eğer iletken bir bobin şeklinde ise üretilen elektromotor kuvvetinin toplam değeri, üretilen elektrik (voltaj ve akım) miktarı kadar büyük olacaktır. Jeneratör, bir manyetik alan içinde bir bobinin döndürülmesiyle elektrik üretilir (Şekil-3.4) (6). Şekil-3.4 Bobinde akım indüklenmesi 31 3.1.2-ALTERNATİF AKIM JENERATÖRLERİ Şekil-3.5 Alternatif akım jeneratörlerinde EMK nın oluşumu Elektrik,kayar bilezik ve kömürler(böylelikle bobin dönebilecektir)üzerinden beslenen bir bobin tarafından üretildiği zaman lambadan geçen akım miktarı ve aynı zamanda akımın yönü de değişecektir. Bobinin dönmesiyle, ilk yarım turda üretilen akım, “A” tarafındaki kömürden verilecek, lambadan geçecek ve “B” tarafındaki kömüre dönecektir. Diğer yarım turda ise, akım “B” tarafından verilip “A” tarafına geri dönecektir (Şekil-3.5) (7). Şekil-3.6 Alternatif akım eğrisi Bu yöntemle alternatif akım jeneratörü, bir manyetik alan içindeki bobin tarafından üretilen akımı yaratır. Bir otomobilin şarj siteminde kullanılan alternatör, şarj sistemine akımı vermeden hemen önce akımı doğrultmak için diyotlar kullanılır. (Şekil-3.7) (8). 32 Şekil-3.7 Diyotun akımı doğrultması 3.1.3-ELEKTROMOTOR KUVVET YÖNÜNÜN BULUNMASI Şekil-3.8 EMK yönünün bulunması Manyetik alan içindeki bir iletkende üretilen elektromotor kuvvetinin yönü, manyetik akışın yönündeki değişme ile birlikte değişecektir. Eğer bir iletken manyetik kuzey (N) ve güney (S) kutupları arasında Şekil-3.8’ deki gibi okla gösterilen yönde hareket ederse, elektromotor kuvveti (EMK) sağdan sola doğru akar. (Manyetik akımın yönü N den S kutbuna doğru olur.) EMK’nın yönü Fleming’in sağ el kuralı kullanarak anlatılabilir. 33 Şekil-3.9 Fleming’in sağ el kuralı Sağ elin baş parmağı, işaret parmağı ve orta parmağını bir birine dik olacak şekilde açılması ile, işaret parmağı manyetik akışın yönünü (manyetik kuvvet çizgilerini), baş parmak hareket yönünü ve orta parmak ise EMK nin yönünü gösterir (Şekil-3.9) (3). 3.1.4-ELEKTROMOTOR KUVVET MİKTARI Şekil-3.10 Bir halkada EMK nın üretilmesi Şekilde görüldüğü gibi N ve S kutuplarından meydana gelen homojen manyetik alanın içinde bulunan iletken, kuvvet çizgilerini dik kesecek şekilde hareket ettirildiğinde, iletkende bir EMK indüklenir. Ölçü aletinin ibresi sapar. İletken ters yönde hareket ettirildiğinde ölçü aletinin ibresi ters sapar. İndüklenen EMK in yönü 34 değişir. İletken manyetik kuvvet çizgilerine paralel olarak iki kutup arasında hareket ettirildiğinde ölçü aletinin ibresi sapmaz yani iletkende bir EMK indüklenmez (6). Manyetik alan; N ve S kutuplarının oluşturduğu N den S’ e doğru olan kuvvet hatlarının etki ettiği alandır. Manyetik akı(φm); Manyetik akı,bir yüzeyden geçen (tel, levha v.b.) manyetik alan çizgilerinin bir ölçüsüdür. Birimi “Weber (Wb)”dir. Manyetik akı yoğunluğu (B); birim alana düşen manyetik alan çizgisi miktarıdır. Birimi “Weber/ m2= Tesla(T)” Düzgün bir manyetik alan içerisinde ileri geri hareket eden tel halkada indüklenen EMK’nın değeri; Manyetik akı yoğunluğu, manyetik alan içinde kalan iletkenin iletkenin hareket halindeki hızı ile tanımlanır. İletkenin birim saniyede tarayacağı alan; A=(L.V) (3.1) ile tanımlanır. Burada; A: Taranan alan (m2) L: Manyetik alan içindeki iletkenin boyu (m) V: İletkenin hızı (m/sn) İletkende indüklenen EMK ; E=B.L.V (3.2) eşitliği ile verilmektedir. 35 boyu ve E: İndüklenen gerilim (Volt) B: Manyetik akı yoğunluğu (W/m2) (14) Şekil-3.11 N sarıma sahip, manyetik alan içinde ω açısal hızıyla dönen iletken Şekil-3.11’de görüldüğü gibi A alanına ve N sarıma sahip, manyetik alan içinde ω sabit açısal hızıyla dönen bir halka görülmektedir. Manyetik alan ile halka düzleminin normali arasındaki açı θ ise , herhangi bir (t) anında halkadan geçen manyetik akı φm; φm= B.A.Cos θ (3.3) eşitliği ile verilir. θ= ω.t (3.4) ve ω açısal hız olmak üzere, ω=2πf (3.5) f: Frekans böylece (3.3) eşitliği; φm= B.A.Cosω.t (3.6) şeklinde yazılabilir. t= 0 anında θ=0 olacak şekilde belirli bir zaman sonunda halkada oluşan indüksiyon gerilimi; E= - N.dφm dt (3.7) formülü ile ifade edilebilir. Bu formülde φm değeri yerine yazılarak; 36 E= şeklini alır. N.A.B d (Cos ωt) dt (3.8) d (Cos ωt ) ’nin integrali alınırsa (3.8) eşitliği sonuçta; dt E=N.A.B.Sinωt (3.9) olur. EMK’nin maksimum değeri ise; Emax: Emax=N.A.B. ω (ωt=90o veya270o olduğu anda) (3.10) ωt=0o veya ωt=180o olduğunda B’nin halka düzlemine dik ve akının zamanla değişim hızının sıfır olduğu anda EMK sıfır olur (6). 3.1.5-ALTERNATÖRÜN ÇALIŞMA PRENSİBİ Şekil-3.12 Alternatörün çalışma prensibi 37 Bobin, bir manyetik alan içersinde döndürüldüğünde elektrik üretir. Bu elektrik akımının tipi, akımın yönünü sabit bir şekilde değiştiği alternatif akımdır. Bu akımın doğru akıma çevrilmesi için bir komitatör ve kömürlerin kullanılmasına gerek vardır. Yani, her stator bobininde üretilen elektrikten doğru akımı elde etmek için komitatörü olan bir endüvi, bobinlerin içinde döndürülmelidir. Bununla beraber, endüvinin yapısı karmaşık olacak ve yüksek hızlarda döndürülemeyecektir. Akımın komitatör ve kömürlerin üzerinden geçmesinden dolayı bir diğer dezavantaj daha olacaktır. (Şekil-3.13) (2). Şekil-3.13 Komitatör (kollektör) Şerarelere bağlı olarak daha kolay aşınacaktır. Bununla beraber, stator bobinde üretilen alternatif akım dışarı çıkmadan önce bir doğrultucuyla doğru akıma çevrilirse ve stator bobini döndürülmesi yerine, mıknatıs bobin içinde döndürülecek olursa, aynı şekilde bobin de elektrik üretebilir. Bobinde daha fazla elektrik üretilirse, geçen akıma bağlı olarak, daha fazla ısı açığa çıkmasına neden olacaktır. Bu nedenle, eğer stator sargıları çevrede tutulup rotor sargıları içinde dönecek şekilde yapılırsa, daha iyi soğutma sağlanır. Böylece, otomobiller için kullanılan tüm alternatörler, bir döner mıknatıs (rotor sargıları) ile alternatör (stator) sargılarından, meydana gelmektedir (Şekil- 3.12). 38 Bobin yapılı elektro mıknatıs; Şekil-3.14 Bobin yapılı elektro mıknatıs Normal olarak bir otomobilin elektrik alıcıları 12 veya 24 volt arasında elektrik kullanılırlar ve şarj sisteminde kullanılan alternatör bu voltajı sağlamalıdır. Bir mıknatıs bir bobin içinde döndürüldüğünde elektrik üretilir ve bu elektriğin miktarı mıknatısın dönüş hızına bağlı olarak değişir. Böylece, elektro manyetik indüksiyon boyunca mıknatısın yarattığı manyetik kuvvet çizgilerinin daha hızlı kesilmesi, bobinin ürettiği elektro motor kuvvetinin daha çok artmasına neden olur. Daha sonra, mıknatısın dönme hızına bağlı olarak voltajın, değiştiğini görebiliriz. (Şekil-3.14) (2). Buna bağlı olarak sabit bir voltaj elde etmek için, mıknatısın sabit bir hızla döndürülmesi gerekir. Bununla beraber motor yol koşullarına bağlı olarak değişik hızlarda çalıştığında alternatörün hızı sabit tutulamaz. Bu zorluğu çözmek için, sabit bir voltaj sağlamak amacıyla daimi bir mıknatıs yerine bir elektro mıknatıs kullanılabilir. Elektro mıknatıs, manyetik akış miktarını (manyetik kuvvet çizgileri sayısını) değiştirir. Elektro mıknatıs, üzerine bobin sarılmış bir demir çekirdektir. Bobinlerden akım geçtiğinde, çekirdek mıknatıslanır. Meydana getirilen mıknatıslanmanın derecesi, bobinden geçen akımın miktarıyla değişir. Böylece, alternatör düşük hızlarda dönerken 39 akım arttırılır, bunun tersi de, alternatör yüksek hızlarda dönerken akım azaltılır. Elektromıknatıstan geçen akım, batarya tarafından beslenir ve miktarı voltaj regülatörü tarafından kontrol edilir. Bu regülatör sayesinde alternatör motor hızına bağlı olmak sızın sabit voltaj üretir (2). 3.1.5.1-Üç fazlı alternatif akım Bir bobin içinde bir mıknatıs döndüğünde,bobinin uçları arasında bir voltaj yaratılacaktır. Bu alternatif akıma bir artış sağlayacaktır (Şekil-3.15.1). Şekil-3.15.1 Bobin mıknatıs ilişkisi Şekil-3.15.2 Bobin içinde üretilen akım Bobin içinde üretilen akım ve mıknatısın konumu arasındaki ilişki Şekil-3.15.2 de gösterildiği gibidir. Mıknatısın N ve S kutupların bobine en yakın konumda olduklarında en fazla akımı üretirler. Bununla beraber, yarım dalga boyu oluşturan akım “tek fazlı alternatif akım” olarak isimlendirir. Grafikteki 360o değişiklik bir çevrim (saykıl) olarak alınır ve bir saniyedeki değişim sayısı “frekans” olarak adlandırılır. Daha verimli şekilde elektrik üretmek için, otomobil alternatörleri Şekil-3.16 da gösterildiği gibi yerleştirilen üç bobin kullanılır. Her bobin A, B ve C, 120o lik aralıklarla dizilirler. Mıknatıs bunların arasında döndüğü zaman her bobinde alternatif akım üretilir. Şekilde üç alternatif akım ve mıknatıs arasındaki ilişki gösterilmektedir. Bunun gibi üç alternatif akıma sahip elektrik “Üç fazlı alternatif akım” olarak anılır. Otomobil alternatörleri üç fazlı akım üretirler. 40 Şekil-3.16 Üç bobinli alternatör Şekil-3.17 Fazların oluşumu I.faz sargısında oluşan gerilim şekilde görüldüğü gibidir.II.Faz sargısı I. Faz sargısından 120o sonra yerleştirilmiştir (Şekil-3.17). I.Faz sargısındaki maksimum gerilim oluştuğu noktadan 120o sonra II.Faz sargısında tepe gerilimi oluşacaktır. Aynı durum III. Faz sargısı ile II. Faz sargısı için de geçerlidir.II. faz sargısında maksimum tepe gerilimi oluştuktan 120o sonra III. Faz sargısında tepe gerilimi oluşur. Böylece alternatörün çıkış gerilimi daha kararlı olmaktadır. Üç faz akımı ayrı ayrı kullanılabildiği gibi istenirse aralarında müşterek bağ kurularak ek avantajlarda elde edilir. Bunlar yıldız (Y) ve üçgen (∆) bağlantılardır (7). 3.1.5.2-Yıldız bağlantı AB faz hatları arasındaki EAB gerilimi, EAO ve EOB faz gerilimlerinin vektörel toplamına eşittir (Şekil-3.18). 41 Şekil-3.18 Yıldız bağlantı vektör poligonu EAB=EAO+EOB (3.11) EAB,EBC ve ECA fazlar arası gerilimlerinde (hat gerilimlerini) arasında 120’şer derecelik faz farkı vardır.EAB vektörünün mutlak değeri şekildeki vektör diyagramından hesaplana bilir. E AB =2. E OB Cos 30 = 2. E OB (3.12) E AB = (3.13) 3 E OB Faz gerilimleri birbirine eşit olduğu için fazlar arası gerilimlerde birbirine eşittir. EAB=EBC=ECA=E Fazlara arası gerilim faz geriliminin 3 katına eşittir. Bağlantıların omik dirençleri birbirine eşit olacağından (R1=R2=R3) her fazdan çekilen IOA, IOB ve IOC faz akımları birbirine eşittir. Yük omik olduğu için her faz akımı kendi fazının EMK’i ile aynın fazdadır. Faz EMK’ leri 120’şer derece faz farklı olduklarına göre, faz akımları arasında 120’şer derece faz farkı vardır (8). I OA = I OB = I OC =IF (3.14) Ihat =Ifaz (3.15) 42 3.1.5.3-Üçgen bağlantı Şekil-3.19 Üçgen bağlantı Şekil-3.19’da görüldüğü gibi sargıların üçgen şeklinde bağlanmasıyla elde edilir. Bu bağlantı şeklinde toplam akım, 3 .Faz akımı kadar artar. Toplam gerilimde bir değişiklik meydana gelmez. 100 A’den büyük akım kapasiteli alternatörde uygulanan bağlantı şeklidir (8). Toplam akım = 3 .Faz akımı 3.10 Toplam gerilim = Faz gerilimidir 3.11 3.1.6-ATERNATİF AKIMIN DOĞRULTULMASI Alternatörlerde alternatif akımın doğrultulması için altılı diyot köprüsü kullanılır. Diyot; Diyot, bir yönde akım geçiren ve diğer yönde akım geçirmeyen bir devre elemanıdır.A elektrodu anot ve K elektrodu da katot olarak isimlendirilir. Anot’a artı ve katot’a eksi gelecek şekilde diyota gerilim uygulandığında (doğru polarize edildiğinde) akım geçirir,diğer durumda (ters polarize edildiğinde) akım geçirmez. Bu özelliğinden dolayı alternatif akımı doğru akıma çevirmede yani doğrultma amacıyla kullanılır. (Şekil-3.20) (7). 43 Şekil-3.20 Diyot karakteristiği Karakteristik eğrisinde görüleceği üzere diyot doğru yönde polarize edildiğinde çok düşük bir gerilimle iletime geçer ve üzerinden bir iletim akımı akar. Ters yönde polarize edildiğinde dayanma gerilimi veya delinme gerilimi tabir edilen noktaya kadar hiç akım geçirmezler. Bu gerilime ulaşıldığında diyottan ters yönde bir akım akar ,bu anda diyot delinmiştir, yani bozulmuştur. Doğrultma ; Şekil-3.21’de gösterildiği gibi altı diyot kullanıldığında, üç fazlı alternatif akım doğru akıma, tam dalga boyu doğrultma ile çevrilir. Otomobil alternatörleri kendinden diyotlu üretildiklerinden elektrik çıktısı doğru akımdır. Şekil-3.21 Üç fazlı AC akımın doğrultulması Doğrultma sırasında A ve C sargılarındaki gerilim A ucundan doğrultucu diyotlara geçer. Bundan sonra akım geçmesine imkan verecek şekilde düzenlenen 44 diyottan geçmektedir. Akım bu diyottan alternatörün çıkışına oradan da bataryayı dolaşarak geriye gelmektedir (Şekil-3.22). Şekil-3.22 Alternatörde alternatif akımın oluşum aşamaları ve doğrultulması Doğrultucu diyottan ve ona bağlı C sargısından geçerek başlangıç noktası A ya dönmektedir. Aynı şekilde rotor dönmeye devam ederken diğer uçlarda da sırasıyla akım devesini tamamlayarak üç fazlı gerilimler meydana gelmiş olur (7). 45 BÖLÜM-IV 4- MATERYAL METOD Alternatörlerin test edilmesi için, öğretim amaçlı OCTOPUS test cihazı ve daha gelişmiş bir test cihazı olan THEPRA test cihazı kullanılmıştır. Bu cihazların her ikisinde de alternatörü motordaki şartlara uydurmak için bir elektrik motoru kullanılmıştır. Şehir şebeke gerilimi ile beslenen bu elektrik motorları bir anahtar ile kontrol edilmekte ve alternatör çeşitli devirlerde kullanılabilmektedir. OCTOPUS test cihazında bir takometre, alternatörün ürettiği akımı ölçmek için 2 amper hassasiyette bir ampermetre ve gerilimi ölçmek içinde 2 volt hassasiyette bir voltmetre bulunmaktadır. THEPRA test cihazında ise kendi üzerinde hazır bir alternatör bulunmaktadır. bu alternatörün diyot köprüsü devre dışı edilebilir ve cihaz üzerinde bulunan diyot köprüsüne U,V,W uçlarından kablolar yardımı ile bağlantı yapılabilmektedir. Cihazın üzerinden ayrıca alternatörün ürettiği gerilimi sınırlayan bir voltaj regülatörü,bir şarj uyarı lambası, alternatörü yüklemek amacıyla alcı olarak kullanılan lambalar, üretilen gerilimi ölçmek için 1,5 volt hassasiyette bir voltmetre ve alternatör çıkış akımını ölçmek için 2 amper hassasiyette bir ampermetre bulunmaktadır. Her iki cihazda alternatör, açık devrede ve yüklü olarak test edilebilmektedir. OCTOPUS cihazında alternatörü yüklemek için batarya test cihazı, THEPRA test cihazında ise alternatörü yükleme lambaları kullanılmaktadır. Bu durumda alternatörün ürettiği gerilim ve akım yüklü ve yüksüz olarak test edilebilmektedir. Gerektiğinde farkı tipte alternatör regülatörleri de kullanılarak alternatör ve alternatör regülatörleri arasındaki farklar gözlenebilmektedir. OCTOPUS test cihazında 12 voltluk iki batarya seri olarak bağlanmış ve devreye kaynak olarak kullanılmaktadır. Alternatörü cihazın mengenesine uygun adaptör yardımıyla, alternatöre zarar vermeyecek şekilde bağlanır. Cihazın DYN+ kablosu alternatörün çıkış ucuna (30) bağlanır. Cihazın DYN- kablosu alternatörün 46 gövdesine şasilenir. Alternatörün çıkış ucu (30) bir ara kablo vasıtasıyla rotor sargılarına ikaz akımı göndermek için rotorun girişi olan 67 ucuna bağlanır. Cihazın fişi şehir cereyanına bağlanır. Cihazın devir tamburu döndürülerek çeşitli devirlerdeki volt ve amper değerleri okunarak kaydedilir. Akım ve gerilim üretimi sabitleşene kadar işeme devam edilir sonra alternatörün bataryası batarya test cihazıyla yüklenerek aynı işlemler doğrultusunda akım ve gerilim değerleri okunarak kaydedilir. TEHEPRA test cihazı bağlantıları da Şekil-4.2 de gösterildiği gibi yapılabilir. Şekil-4.2 THEPRA test cihazı bağlantı şeması Bataryanın pozitif (+) ucu şekilde görüldüğü gibi cihaza bağlanır. Bataryanın negatif (–) ucu cihazın şasisine, alternatör regülatörün D- ucuna bağlanır. Eğer alternatörün kendi diyot köprüsü devre dışı bırakılıp, cihazın diyot köprüsü 47 kullanılacaksa alternatörün üzerinde bulunan U,V,W uçlarına bağlanır. Batarya + ucu kontak anahtarına daha sonra şarj kontrol lambasına ve şarj kontrol lambasından çıktıktan sonra alternatör D+ ucuna ve oradan da regülatörün D+ ucuna bağlanır. Alternatörün üzerindeki DF ucu regülatörün DF ucuna bağlanır ve alternatörün B+ çıkış ucu ise ampermetreye bağlanır. Bu uç ise bataryanı + ucuna bağlanmaktadır. Volt metrenin + ucu alternatörün B+ çıkış ucuna ve – ucu da şasiye bağlanır. Bataryanın – ucu diyot köprüsünün B- ucuna bağlanıp devir tamburu çevrilerek alternatöre hareket verilir. Alternatörün hangi devirde akım üretmeye başladığı kullanılan optik takometre ve ampermetre gözlenerek tespit edilir. Tambur ile alternatör belirli devirlere yükseltilir ve her devir için üretilen akım ve gerilim değerleri okunarak kaydedilir. Akım ve gerilimin üretimi sabitleşene kadar işleme devam edilir. Sonra cihaz üzerindeki lambaların yanması sağlanarak, alternatörün yük altında ürettiği gerilin ve akım aynı işlem sırasını takip ederek tespit edilebilir. Şekil- 4.2 THEPRA test cihazı görünüşü 48 BÖLÜM- V 5- SONUÇ VE ÖNERİLER OCTOPUS alternatör test cihazında yüksüz olarak yapılmış olan teste elde edilen akım ve gerilim değerleri Tablo-5.1 görüldüğü bibi belirlenmiştir. Tablo- 5.1 OCTOPUS cihazı test sonuçları DEVİR 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 D/dak AKIM 2 3 4 5 6,5 8 10 12 14 14,5 15 15 15 Amper GERİLİM 12,2 12,4 12,6 12,8 13,2 13,8 14 14,2 14,4 14,6 14,8 14,8 14,8 Volt Alternatörün 1100 d/dak’ da dönerken akım üretmeye başladığı görülmüştür. Daha sonra alternatörün devri kademeli olarak arttırılmış buna bağlı alarak akım ve geriliminde arttığı görülmüştür. Ancak akım Şekil-5.1de görüldüğü gibi 2100 d/dak’ da 15 ampere ulaştığında sabitlenmiştir. 16 14 AKIM (Amper) 12 10 8 6 4 2 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 DEVİR (d/dak) Şekil-5.1 OCTOPUS test cihazı devir-akım grafiği 49 4000 4500 Gerilimde aynı şekilde alternatör 1100 d/dak’ da dönerken üretilmeye başlanmış ve Şekil-5.2 de görüldüğü gibi 2100 d/dak’ da 14,8 volta ulaştığında sabitlenmiştir. 16 14 GERİLİM (Volt) 12 10 8 6 4 2 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 DERVİR d/dak Şekil-5.2 OCTOPUS test cihazı devir-gerilin grafiği THEPRA eğitim amaçlı alternatör test cihazında alternatör yüksüz olarak yapılmış olan testte elde edilen değerler Tablo-5.2 de görüldüğü gibi belirlenmiştir. Tablo-5.2 THEPRA test cihazı test sonuçları Devir 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 200 2100 2200 2300 2 3,5 5 6 7 7,5 8 8,5 10 12 14 16 18 21 22 13 13,4 14 14,2 14,6 14,8 15 15,2 15,4 15,8 16 16 16 D/dak Akım Amper Gerilim 12,3 12,8 Volt 50 Cihazın devir tambur çevrilerek akım ve gerimde bir artış olduğu görülmüştür. Yapılan ve test sonunda alternatörün 900 d/dak’ da kararlı akım üretmeye başladığı görülmüştür. Ancak akım Şekil-5.3 de görüldüğü gibi 2200 d/dak’da sabitlenmiştir. 25 AKIM (Amper) 20 15 10 5 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 DEVİR (d/dak) Şekil-5.3 THEPRA test cihazı devir-akım grafiği THEPRA test cihazında geriliminde Şekil-5.4 de görüldüğü gibi akım değerinde olduğu gibi kararlı gerilimin de 900 d/dak da üretilmeye başlandığı ve 2200 d/dak da sabitlendiği görülmüştür. 18 16 14 GERİLİM (volt) 12 10 8 6 4 2 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 DEVİR (d/dak) Şekil-5.4 THEPRA test cihazı devir-gerilim grafiği 51 4500 THEPRA test cihazında yükleme lambalarının birer birer cihaza takılması ile yapılan yüklü teste alternatörün yüklü iken ürettiği gerilim değerlerinin Tablo-5.3 te görüldüğü sabit kaldığı devir, yüksüz iken sabit kaldığı devir arasında bir fark olduğu görülmüştür ve alternatörün yük altında iken ürettiği gerilim değerlerinin daha yüksek devirlerde sabitlendiği gözlenmiştir (Şekil-5.5). Tablo-5.3 THEPRA test cihazı yüklü test değerleri Devir 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 13,2 14,5 14,5 14,5 14,5 14,5 14,5 d/dak Gerilim Volt Şekil-5.5 THEPRA test cihazı yüklü test devir-gerilim grafiği Alternatörün devri 4000-5000 d/dak sabit devirde çalıştırılarak yük lambalarının birer birer takılması sonucunda voltaj sabit kalır fakat akım değeri maksimumdan sıfıra düşmektedir (Şekil-5.6). Test sırasında elde edilen değerler tablo-5.4 te verilmektedir. Tablo- 5.4 THEPRA test cihazı yüklü test akım gerilim değerleri Akım 0 10 20 52 30 0 Amper Gerilim 0 20 14,5 14,5 0 Volt 16 14 GERİLİM (Volt) 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 AKIM (Amper) Şekil-5.6 THEPRA test cihazı akım-gerilim grafiği Bunun sebebi şöyle açıklana bilir; Alternatörün ürettiği akım doğrudan yük olarak kullanılan lambaları besleyeceğinden harcanır, böylece akım ve gerilimin sabit kalma zamanı uzar, sargıların manyetik doygunluğu ulaşması alternatör belirli devre ulaştığında gerçekleşmektedir. Alternatörün ürettiği akım ve gerilim miktarı bazı faktörlere bağlı olarak değişebilmektedir. Bu faktörler; Stator sargılarının boyu ve kesiti, alternatör rotorunun dönüş hızı, rotor sargılarının oluşturduğu manyetik alan şiddetti ve sargıları manyetik akı geçirgenliğidir. Stator sargıları her an değiştirilemez ayrıca alternatörde rotor hareketini motordan aldığı için rotor hızının da kontrol edilmesi imkansızdır. Alternatör çıkışının kontrol edilebilmesi için manyetik alanın oluşturan rotor sargılarının çektiği akım şiddeti kontrol edilebilir. Alternatör rotoru belirli bir devire ulaştığında rotor sargılarının boyu 53 ve kapasitesinden oluşan manyetik alanın büyüklüğü, belirli bir değerden sonra maksimuma ulaşacak ve bundan sonra artış göstermeyerek stator sargılarının ürettiği akım da sabitleşecektir. Bundan dolayı devir artsa bile alternatör çıkış akımı artma göstermeyerek sabit kalacaktır. 54 KAYNAKLAR 1- ORLA.E. Loper “Doğru Akım Esasları” Ajans Türk Matbaacılık Newyork ,1968 2- “Alternatör ve alternatör regülatörleri” Motor Sanat enstitüsü, 1964 3- YOLAÇAN Fikret “marş ve şarj sistemleri” TEF yayınları, 1987 4- “Şarj sistemleri” TOYOTASA Eğitim setleri 5- Oto elektriği ve elektroniği II. Sınıf ders notları, Ankara ,1998 6- SAÇIKAN Ahmet Hamdi “Doğru ve alternatif akım devreleri” MEB etüt ve programlama yayınları, Ankara ,1971 7- YURTKULU İlhan “Oto elektroniği teknolojisi” MEB yayınları, Ankara,1983 8- ÇOLAKOĞLU Kemal “Genel Fizik II” Ankara, 1987 55 EKLER Ek-1 ARIZACILIK Normal olarak, sürücü ilk olarak şarj uyarı lambasının yanmasıyla, şarj sisi teminde bir arıza olduğundan haberdar olacaktır. Buna ek olarak şarj sisteminin hataları, zayıf akü nedeniyle marş lambası veya farların ışık şiddetlerindeki değişiklik ile de fark edile bilir. Her durumda, şarj sisteminde bir hata olduğundan şüphe duyulmaz, arızanın kaynağı belirlenmeli ve arızalı parça değiştirmelidir. Zayıf bir bataryada sorun daha sık bataryanın kendisindedir. Bu elemanlarda yetersiz elektrolit olması veya eskimiş plakalardan olabilir. Şarj sisteminde sorun tahrik kayışlarını gerginliğinin az olması dolayı, kayışın gerginliğinin yetersiz olmasından dolayı, kayışın kaçırmasından da kaynaklana bilir. Bununla beraber, aküden ve şarj sisteminden kaynaklanmış olmayıp, aracın kullanılma şeklinden kaynaklanan durumlarda vardır. Bu sorun, yalnız kısa mesafelerde kullanılan araçlarda ortaya çıkabilir. Bu durumda akü akımı sürekli motor çalışmaları sırasında tüketilmektedir ve sürüşün kısa olması nedeniyle, akü tam şarj olacak zamanı bulamaz. Bu durum özellikle gece kullanımlarda ortaya çıkacaktır. Çünkü alternatör tarafından üretilen akım farlara gönderildiğinden, akünün yetersiz şarj edilmesi söz konusudur. Şarj sisteminde arıza ararken, problemi daha iyi anlamış olmak ve belirtilerini doğrulamak temel kuraldır. Ek.1.1- ŞARJ SİSTEMİ PROBLEMLERİN SINIFLANDIRILMASI Şarj sistemi gerekli olan şarj uyarı lambasının problemlileri aşağıdaki dört madde de sınıflandırıla bilir. 1- Şarj uyarı lambasının anormal çalışması a- Kontak anahtarı “ON” açık konumuna alındığında şarj lambası yanmıyor b- Şarj lambası motor çalıştıktan sonra sönmüyor. c- Motor çalışırken şarj lambası zayıf yanıyor. 56 d- Şarj lambası bazan motor çalışırken yanıyor. 2- Zayıf boşalmış batarya a- Marş motoru, motoru döndüremiyor. b- Farlar cılız yanıyor. 3- Akü elektroliti çabuk tüketiyor. 4- Anormal gürültü a- Alternatörden anormal ses geliyor. b- Radyolarda parazit Ek.1.2-ARIZACILIK PROSEDÜRÜ Problem belirlendikten sonra mutlaka çözülmelidir. Bunu yapmanın çeşitli yöntemleri vardır, fakat en hızlı ve en doğru yöntem kullanılmalıdır. Bu dikkate alındığında arızalı bölgenin doğru bir şekilde kontrol edilmesi önemlidir. Şarj uyarı lambasının anormal çalışması kontak anahtarı açık konumda tutulduğunda şarj lambası yanmıyorsa sigortayı, regülatör bobinini, alternatörü, şarj uyarı lambasını, regülatörü kontrol ederek arızanın yeri buluna bilir. Şarj uyarı lamba devresinde yanmış veya kötü temaslı sigorta kontrol edilir. Gevşek veya hatalı regülatör bağlantılarını kontrol edilir. Alternatörün pozitif diyotlarında kısa devre olup olmadığını kontrol edilir , eğer şarj lambası, alternatörün üç pimli soketi yerinden çıkarıldığında yanıyorsa, diyotlarda kısa devre vardır. Şarj uyarı lambası ampulünü kontrol edilir , regülatör sökülmüş halde iken L terminalini şasiye değdirilir. Eğer şarj lambası yanarsa regülatörde , yanmazsa ampul yanık veya kablo bağlantılarında bir hata vardır. Şarj lambası motor çalıştıktan sonra sönmüyorsa alternatör elektrik üretmiyor veya aşırı şarj etmemektedir. Motor V kayışı kontrol edilir. Yanmış IG sigortası veya kötü temas olup olmadığı kontrol edilir. Alternatörün B terminalindeki voltajı ölçülür, eğer voltaj standart değerlerinden düşükse (13,8-14,8) alternatör akım üretmez. Eğer bu standartları çok geçiyorsa, alternatör aşırı şarj eder. Regülatör soketinin N 57 terminalindeki voltaj ölçülür. Voltaj, regülatör voltaj rölesinde bir bobinin kopukluğunu gösterir. Hiçbir voltaj okunamaması alternatörün nötr devresinde bir açıklığı gösterir. Regülatör soketinden F terminalindeki manyetik alan voltajını ölçülür. Voltaj, rotorda kopuk bir bobin veya alternatördeki kömürlerin temas hatasını gösterir. Eğer hiç voltaj okumuyorsa IG terminalindeki voltaj ölçülür. Motor çalışırken şarj uyarı lambası cılız yanıyorsa regülatörün L terminaline gelen şarj lambası üzerinden geçen ters bir akım olduğunu gösterir. Şarj uyarı lambası devresini, yanmış bir sigorta veya kötü temas açısından kontrol edilir. Bu sigorta yalnız şarj lambası devresi için değil aynı zamanda diğer parçalar için de kullanılır. Eğer bu sigorta yanarsa veya temas etmezse kontak anahtarından akım geçmez. Bununla beraber, eğer alternatör elektrik üretirse, voltaj rölesi çalışır ve akım , platinler ve şarj lambası üzerinden L terminalinden diğer parçalara geçer. Bu şarj lambasını cılız yanmasına neden olur. Lamba daha yüksek hızlarda voltaj üretimi daha yüksek olacağından daha parlak yanacaktır. Kontak anahtarını iç direnci ölçülür. Kontak anahtarı soketi sökülür ve kontak anahtarı açıkken soketin AM terminali ile IG terminali arasındaki direnç ölçülür. Eğer kontak anahtarında çok fazla direnç varsa sigortaya uygulanan voltaj düşecektir. Böylece yanmış bir sigortada olduğu gibi, L terminalinden gelen akım ters dönecek ve şarj lambası cılız yanacaktır. Kablo tesisatında yer alan tüm soket bağlantıları kontrol edilir. Akü ve şarj uyarı lambası devre sigortası arasındaki tüm soketlerin voltajları ölçülür. Eğer voltaj aşırı derecede düşükse kablo bağlantılarında kötü bir temas olduğunu gösterir. Kontak anahtarının iç direncinin çok yükseldiği zaman olduğu gibi, eğer kablo tesisatında direnç çok fazlaysa, voltaj yine düşecektir ve akım şarj lambası üzerinden L terminalinden geri dönecektir. Şarj uyarı lambası bazen motor çalıştığında yanıyor. Alternatör ve regülatör soketlerinde gevşeklik ve bağlantıları kontrol edilir. Alternatör regülatör soketlerine 58 hafifçe tıklayın eğer şarj uyarı lambası vurma anında yanarsa soket bağlantıları kötüdür. Eğer soket terminalleri titreşim nedeniyle gerekli teması sağlayamazsa terminallere giden akım kesilecek ve regülatöre giden akımda kesilecektir. Böylece alternatör akım üretmeye imkan bulamayacak ve şarj lambası yanacaktır. Her terminal arasındaki direnci ve regülatörün her noktasındaki temas durumunu kontrol edilir. Aracın tamir kataloğunda sıralanan prosedüre uygun olarak her terminal arasındaki direnç ölçülür. Ayrıca yüksek hız platinlerinin durumunu ve direnci kontrol edilir. Kömürlerde temas durumlarını kontrol edilir. Alternatörün tamir kataloğuna uygun olarak sökülür ve kömür aşıntısı ile kayar bileziğini temas durumun kontrol edilir. Eğer kömürler aşırı aşındıysa yay tansiyonu düşerek kömür temasını zayıflamasına neden olacaktır. Böylece rotora gelen manyetik alan akımı kesilecek ve alternatör gerilim üretemeyecektir ve şarj lambası yanacaktır. Ek.1.2.1-Zayıf Veya Boşalmış Akü Bu problem alternatör aküyü şarj etmek için yeterli akımı üretmediği zaman oluşacaktır. Sonuç olarak, motor marş motoruyla çalıştırılamayacaktır. Buna ek olarak farlar zayıf yanacaktır. Ancak alternatör hala bir miktar akım ürettiği için şarj lambası motor çalıştıktan sonra sönecektir. Alternatörün yeterli akımı üretmesi için çeşitli olası nedenler olduğu gibi, doğru arza giderme prosedürü izlenmesi de çok önemlidir. Alternatörün aküyü tekrar doldurması için, aracın belirli bir süre devamlı olarak kullanılması gerekir. Bu durum özellikle geceleri geçerlidir, akü tam olarak şarj edilemeyecektir. Bu problem aynı zamanda, bir çok güç tüketici aksesuara sahip araçlarda ortaya çıkar. Bu gibi durumlarda alternatörü, daha büyük kapasiteli daha büyük kapasitede de yeni bir alternatörle değiştirmek gerekir. Akünün durumunu kontrol edilir. Akü kutup başlarında kir veya oksitlenme olup olmadığını ve elektrolit seviyesini kontrol ederek tamamlanır. Akü kutup başlarını kirli veya oksitlemiş olması akım geçişine direnç gösterecektir. 59 Tahrik kayışını kontrol edilir. Gevşek kayış kayarak, alternatörün yeterli akım üretebilmesi için gerektiği kadar hızlı dönemeyecektir. Eğer kayışın kenarları aşınmışsa, doğru kayış gerginliğinde olsa bile kayış kayabilecektir. Bu durumda kayış değiştirilmelidir. Regülatörün standart voltajı kontrol edilir. Alternatörün çıkış voltajı standart değerlerde olup olmadığı kontrol edilir. Alternatör voltajının standart değerler içinde olup olmadığı kontrol edilir. Eğer alternatör çıkış voltajı standart değerinden (14,4-14,6) düşükse, aküyü doldurmak için yeterli voltaj oluşmayacaktır. Normal şartlar altında akü voltajı en az 13 volt olacaktır. Böylece standart voltaj (alternatör çıkış voltajı) bu değerin üzerinde değilse, akım aküye geçemeyecektir. Aynı zamanda eğer çıkış voltajı çok düşükse, akım farları yakamayacaktır. Alternatörün çıkış voltajı kontrol edilir. Alternatör çıkış akımının standart değerleri içinde olup olmadığı kontrol edilir. Alternatör, diyotları akım doğrultmak için kullanılır. Eğer bir açık kısa devre varsa, stator bobini tarafından üretilen akım aküye ulaşamayacaktır. Ek.1.2.2-Alternatörde Aşırı Gürültü Şarj sistemindeki anormal gürültünün nedeni alternatördür. İki değişik tip gürültü vardır ve arızacılığa başlamadan önce bunlar ayırt edilmelidir. İlk gürültü tipi, alternatör kasnağında kaçıran bir kayıştan veya aşınmış veya hasarlı alternatör rulmanlarından kaynaklanan mekanik gürültüdür. İkinci gürültü, stator bobinin katları arasında bir kısa devre veya arızalı diyotlardan kaynaklanan manyetik rezonans gürültüsüdür. Manyetik rezonans durumunda, motor devrine paralel olarak radyo paraziti oluşur. Kayış gürültüsü dışında, alternatörün sökülmesi ve her parçasının incelenmesi ve gerekirse değiştirilmesi gerekir. 60 Ek.1.3-ARAÇ ÜSTÜ KONTROLLER Eğer alternatör şarjı düşükse veya aşırı şarj ediyorsa , şarj sisteminin arızalı olduğu düşünülürse, alternatör veya regülatör hemen sökülmemelidir. İlk olarak, bir araç üstü kontrolle problemin geçekten alternatör ve regülatörden mi olduğu anlaşılmalıdır. Kontrol Sırasında İzlenecek Yollar 1- Akü kutup başlarının, sigorta ve kablo bağlantılarını kontrolü 2- Tahrik kayışının kontrolü 3- Alternatör tesisatının gözle kontrolü ve anormal gürültülerin kontrolü 4- Şarj lamba devresinin kontrolü 5- Şarj devresinin yüksüz kontrolü Şarj Sistemi İle İlgili Uyarılar 1- Akü kutup balarına dikkat edin ve takarken kesinlikle ters takmayın 2- Akü voltajı alternatörün B terminaline devamlı uygulandığından dolayı, B terminali hiçbir zaman şasi yapılmamalıdır. 3- Eğer akü çabuk şarj cihazıyla şarj edilecekse bu diyotlara zarar verebilir. Çabuk şarj sırasında akü kutup başını çıkardığınızdan emin olun. 4- Aracı yıkarken alternatörün içine veya diğer elektrik parçalarına su girmemesine dikkat edin. 5- Alternatörün B terminali sökülüyken, kesinlikle motoru çalıştırmayın. Bunu nedeni, bu anda voltaj düzenlemesi olmamasıdır. Böylece nötr terminal voltajı (N terminalindeki voltaj) yükselebilir ve röle bobinin yakabilir. Eğer B terminali sökülürse F terminaline (alternatör soketi) bağlı kabloda mutlaka sökülmelidir. 6- Alternatör ve regülatör iyi bir şekilde şasi almalıdır. Eğer şasileme iyi değilse aşırı şarja, lambaların titremesine veya ampermetre ibresinin oynamasına neden olabilir. 7- Gürültüyü önlemek, vs. için F terminaline kesinlikle bir kondansatör bağlamamalıdır. Bu, regülatör platinlerinde tortu birikmesine (meme yapmasına) neden olabilir. 61 8- F veya IG terminalleri hiçbir nedenle ters takılmamalıdır. Eğer ters takılırsa, kablo tesisatının yanmasına neden olurlar. 9- IC regülatörü şasiyi gövdeden almak zorunda olduğundan, cıvatalarını alternatöre sıkıca tutturduğunuzdan ve şasi aldığından emin olun. Ek.1.3.1-Batarya Yoğunluk Kontrolü Her elemanın yoğunluğunu kontrol edilir. Standart yoğunluk tam şarjlı bataryada 20oC (68 oF) sıcaklıkta: 1,25-1,28 olmalıdır.Şekil-Ek.1 Her elemandaki elektrolit seviyesi kontrol edilir eğer yetersiz ise saf su ilave edilir. Şekil- Ek.1 Batarya yoğunluk kontrolü Ek.1.3.2-Akü Kutup Başlarının Sigorta Ve Bağlantılarının Kontrolü Akü başlarının gevşek veya oksitli olup olmadığı kontrol edilir. Sigortalı bağlantı ve sigortaları geçirgenliği kontrol edilir. Şekil- Ek.2 Akü kutup başlarını incelenmesi 62 Ek.1.3.3-Tahrik Kayışının İncelenmesi Kayış gözle kontrol ederek önünde ve arkasında tellenme durumunu, kayıştan ayrılan lif, bozuk lif, kayış tırnaklarında eksiklik, çatlak veya aşıntı olup olmadığı kontrol edilir eğer gerekli işe tahrik kayışı değiştirilir (Şekil-Ek.3). Şekil- Ek.3 Tahrik kayışının kontrolü Okla gösterilen noktadan 10 kg kuvvet uygulanarak kayış sehimi kontrol edilir.Yeni kayışta sehim 5-7 mm kullanılmış kayışta 7-8 mm olmalıdır. Not: Tahrik kayışını takıldıktan sonra, kayış tırnaklarının kasnaktaki kanalara gerektiği gibi oturup oturmadığı kontrol edilir. Kayışın krank kasnağının altındaki kanallarından çıkmadığını elle kontrol ederek emin olunur. Kayışı taktıktan sonra motor yaklaşık 5 dakika çalıştırılarak kayış gerginliği tekrar kontrol edilmelidir. Ek.1.3.4-Alternatör Kablolarının Gözle Kontrolü Ve Anormal Gürültünün Dinlenmesi Kabloların iyi durumda oldukları kontrol edilir. Motor çalışırken alternatörden anormal bir ses gelmediği kontrol edilir. Ek.1.3.5-Şar Uyarı Lamba Devresinin İncelenmesi Motor ısıtılarak stop edilir. Tüm aksesuarlar kapatılır. Kontak anahtarını açılarak, şarj lambasının yandığı kontrol edilir. Motor çalıştırılır ve ışığın söndüğü kontrol edilir. Eğer ışık normal şekilde yanmıyorsa, şarj lambası devresinin arızası giderilir. 63 Ek.1.3.6-Şarj Devresi Yüksüz Kontrolü Voltmetre ve amper metre şarj devresine Şekil- Ek.4 teki gibi bağlanır. Şekil- Ek.4 Şarj devresinin ürettiği akım ve gerilimin ölçülmesi Alternatörün B terminalinden kablo sökülür ve ampermetrenin negatif ucuna bağlanır.Ampermetrenin pozitif terminalinden gelen ucu alternatörün B terminaline bağlanır. Voltmetrenin pozitif (kırmızı) ucu alternatörün B terminaline bağlanır. Voltmetrenin negatif (siyah ) ucu şasiye bağlanır. Motor relanti veya 2000 d/dak da çalışırken Şekil-Ek.5 de görüldüğü gibi voltmetre ve ampermetre değerleri okunur. IC regülatörsüz devre Standart amper= 10 Amperden az Şekil- Ek.5 Voltmetre ve ampermetre değerleri Şekil- Ek.6 Platinin ayarlanması Standart voltaj= 13,8-14,8 V 25 oC sıcaklıkta 64 Eğer voltaj standartlar içinde değilse regülatörü ayarlayın veya değiştirin. IC regülatörlü devre Standart amper= 10 A dan az Şekil- Ek.7 IC Regülatörlüde Voltmetre ve ampermetre değerleri Standart voltaj= Klasik tip 13,8-14,8 25 oC Yüksek hızlı kompakt tip 13,9-15,1 V Eğer voltaj değerleri standardın üzerindeyse, IC regülatörünü değiştirin. Eğer voltaj değeri standartların altındaysa IC regülatörü ve alternatörü aşağıdaki gibi kontrol edin (Şekil- Ek.8). F terminali şasi yapılmış şekilde motoru çalıştırın ve B terminalindeki voltajı okuyun . Şekil- Ek.8 B terminal voltajının okunması Eğer voltaj değeri standart değerinden büyükse IC regülatörünü değiştirilir. 65 Eğer voltaj değeri standartların altındaysa alternatörü kontrol edin. Ek.1.3.7-Şarj Devresinin Yük Altında Kontrolü Motoru 2000 d/dak da çalıştırın ve uzun hüzmeli farları ve kaloriferi çalıştırın.ampermetredeki değeri okuyun standart amper 30 amper den fazla olmalıdır. Eğer azsa alternatörü onarın (Şekil- Ek.9). Şekil- Ek.9 Yük altında akım ve gerilimin okunması Ek.1.4-ALTERNATÖR REGÜLATÖRÜNÜN İNCELENMESİ 1-Alternatör regülatörünün kapağını çıkartılır (Şekil- 6.10). Şekil- Ek.10 Regülatörün kontrolü 2-Platinlerin yanma ve hasar yönünden kontrol edilir. Eğer hasarlı ise değiştirilir. 3- Terminaller arası direncin incelenir. 66 Bir ohm metre kullanılarak IG ve F terminalleri arasındaki direnç ölçülür. Voltaj regülatörü serbest konumda 0 ohm. Çekilmiş konumda 11 ohm olmalıdır. Bir ohm metre kullanarak L ve E terminalleri arasındaki direnç ölçülür. Voltaj rölesi serbest konumda 0 ohm , çekilmiş konumda yaklaşık 100 ohm olmalıdır. Bir ohm metre kullanarak B ve E terminalleri arasındaki direnç ölçülür. Voltaj rölesi serbest konumda sonsuz, çekilmiş konum da yaklaşık 100 ohm olmalıdır. Bir ohm metre kullanarak B ve L terminalleri arasındaki direnci ölçülür. Voltaj rölesi serbest konumda sonsuz, çekilmiş konumda yaklaşık 0 ohm olmalıdır. N ve E terminalleri arasındaki direnç ölçülür.direnç yaklaşık 24 ohm olmalıdır. Alternatör regülatörü yukarıdaki kontrollerde olumlu sonuç vermez ise regülatörü değiştirilir. Ek.1.4.1-Voltaj Regülatörünün Ayarlanması Voltaj regülatörünü, regülatör ayar şimini bükerek ayarlanır. Standart voltaj 13,8 14,8 volttur (Şekil- Ek.11). Şekil- Ek.11 Voltaj regülatörünün ayarı 67 Voltaj rölesini, röle ayar şimlerini bükerek ayarlanır. Röle hareket voltajı 4-5,8 volttur. Ek.1.5-REVİZYON Alternatörü sökmeden önce, aşağıdaki ön kontrolleri gerçekleştirin. Bu ön kontrollerin sonuçları, daha sonra yapılacak olan gözle kontrolde size yardımcı alacaktır. Ek.1.5.1-Anormal Gürültü Testi Alternatörü elinizle döndürün. Yumuşak dönüp dönmediğini kontrol edin ve anormal sesleri dinleyin. Alternatör rulmanları içindedir.eğer bu rulmanlar herhangi bir şekilde hasar görürse, alternatör rahatça dönemeyecek ve bir gürültü duyulacaktır. Aynı zamanda eğer kömürler veya kayar bilezik de arızalıysa,alternatörü döndürürken daha farklı sesler duyulacaktır. Aynı test alternatör toplandıktan sonra, toplanmanın gerektiği gibi yapılıp yapılmadığını kontrol etmek için yapılmalıdır (Şekil- Ek.12). Şekil-Ek.12 Alternatör gürültü testi Ek.1.5.2-Süreklilik Testi Devre test cihazları kuru tip pil kullanılırlar. Test uçları, test edilmekte olan devreye deydirilince çok ufak miktarda akım geçecektir. Bu akımın geçişiyle, devrenin direnci ölçüle bilecektir. 68 Ek.1.5.3-Negatif Uç Doğrultucu Diyotunun Kısa Devre Testi Alternatörün N ve E terminalleri arasında geçirgenliği kontrol ederek pozitif uç diyotlarının kısa devre yapıp yapmadıklarını ortaya çıkarmak mümkündür. Test cihazının iki ucu, alternatörün N ve E terminallerine dokununca cihazın ibresi, pil akımının geçip geçmemesine bağlı olarak oynaya bilir veya oynamaya bilir. (Şekil- Ek.13). Test cihazının pozitif (kırmızı) ucu negatif terminale ve test cihazının negatif (siyah) ucu pozitif terminale bağlanır. Böylece pozitif uç N terminaline negatif uç E terminaline dokunduğunda, eğer negatif uçtaki tüm diyotlar arasında geçirgenlik varsa pilin verdiği akım devreden geçecek ve test cihazının ibresi sıfıra doğru hareket edecektir. Buna karşın, negatif uç diyotları arasında geçirgenlik yoksa, negatif uç N terminaline ve pozitif uç E terminaline dokunduğu zaman pil akımı geçmeyecektir. Eğer test cihaz ibresi hareket ediyorsa bu devreden akım geçtiğini ve negatif uçtaki diyotlarda bir veya birkaçının arızlı olduğunu gösterir (Şekil- Ek.14). Şekil- Ek.13 Negatif diyotların kontrolü Şekil- Ek.14 E ve N terminal voltajı Eğer diyotlar normalse, akım yalnız bir yönde geçer. Eğer akım iki yönde de geçiyorsa diyotlar arızalıdır.ve buna kısa devre denir. Diğer durumda, eğer akım geçerse hiçbir yönde geçmiyorsa,buna açık devre denilir. Ek.1.5.4-Pozitif Uç Diyotlarının Kısa Devre Testi Alternatörün N ve B terminalleri arasında geçirgenliği kontrol ederek, pozitif uç diyotlarında bir kısa devre olduğunu ortaya çıkara biliriz. Eğer pozitif uç diyotlarının tümü normalse, test cihazının negatif ucu B terminaline ve pozitif ucu N terminaline dokundurulduğu zaman cihazın ibresi oynamayacaktır. Eğer ibre oynuyorsa, yani geçirgenlik varsa pozitif uç diyotlarında bir kısa devre olduğu anlaşılır (Şekil- Ek.15). 69 Şekil- Ek.15 Pozitif diyotların kontrolü Eğer test cihazını pozitif ucu B terminaline ve negatif ucu N terminaline dokundurulursa, pilin yarattığı akım devreden geçecek ve cihazın ibre normal şartlarda sıfıra gidecektir. Bir başka deyişle B ve N terminalleri arasında geçirgenlik olacaktır. Bununla beraber tüm pozitif uç diyotları arasında bir açık devre varsa test uçları terminallere dokunduğunda cihazın ibresi oynayacaktır. Bu durumda şarj lambası motor çalışır çalışmaz sönecek, fakat alternatörün B terminalinden hiç akım çıkmadığı için batarya şarj edilemeyecektir. Ek.1.5.5-Rotor Sargıları Direnç Testi Alternatörün F ve E terminalleri arasındaki sürekliliği kontrol ederek, rotor sargılarında bir açıklık olup olmadığını veya kömürler ile kayar bilezik arasında bir kötü temas varsa ortaya çıkarılır (Şekil- 6.16). Şekil- Ek.16 Rotor direnç testi Rotor bobinine gelen manyetik alan akımının F terminalleri arsındaki devreden geçmesi bu iki terminal arasında geçirgenlik olmalıdır ve direnç değeri 4 ohm civarında olmalıdır. 70 Eğer süreklik yoksa, rotor bobininde bir açıklık yada kömürler ve kayar bilezik arasında bir kötü temas vardır. Bu testte cihazın negatif veya pozitif uçları E veya F terminaline deydirilebilir. Bir başka deyişle rotor bobini yarı iletken olmadığı için test cihazı pil akımını her yönde geçirebilir. Ek.1.6-KLASİK TİP ALTERNATÖRÜN İNCELENMESİ Ek.1.6.1-Rotorun Açık Devre Kontrolü Bir ohmmetre kullanarak kayar bilezikler arsında geçirgenlik olup olmadığı kontrol edilir. Standart direnç soğuk halde IC regülatörsüz 3,9-4,1 ohm. IC regülatörlü 2,8-3,1 ohm. Geçirgenlik yoksa rotoru değiştirin (Şekil- Ek.17.1). Şekil- Ek.17.1 Kayar bileziklerin kontrolü Şekil- Ek.17.2 Kayar bilezik ve rotor Bir ohmmetre kullanarak kayar bilezik ile rotor arasında geçirgenlik olup olmadığı kontrol edilir (Şekil- Ek.17.2). Eğer geçirgenlik varsa rotoru değiştirin. Ek.1.6.2-Kayar Bileziklerin Ölçülmesi Kayar bileziklerin yüzeylerin bozuk veya çizik olmadığı kontrol edilir. Bir kumpas kullanarak kayar bilezik çapını ölçün (Şekil- Ek.18). 71 Şekil-Ek.18 Kayar bileziklerin ölçülmesi Standart çap 32,3-32,5 mm ve minimum çap 32,1 mm olmalıdır. Eğer çap minimumdan azsa rotoru değişilirin. Ek.1.6.3-Statorun Kontrolü Bir ohm metre kullanarak bobin uçlarında geçirgenlik olduğunu kontrol edin.eğer geçirgenlik yoksa statörü değiştirin (Şekil- Ek.19). Şekil- Ek.19 Rotor sargıları kontrolü Bir ohmmetre kullanarak bobin uçları ve stator çekirdeği arasında geçirgenlik olmadığını kontrol edin.eğer geçirgenlik varsa statörü değiştirin. Ek.1.6.4-Kömür Çıkma Boyunun Ölçülmesi Bir cetvel kullanarak kömürün çıkma miktarını ölçün. Standart çıkma uzunluğu IC regülatörlülerde 16,5 mm, IC regülatörsüzlerde 12,5 mm olmalıdır. Minimum çıkma uzunluğu ise 5,5 mm dir. Eğer çıkma uzunluğu minimumdan düşükse kömürler değiştirilmelidir. 72 Lehimi eriterek kömürleri ve yaylarını çıkartılır. Kömür telini yayın içinden geçilir. Kömür telini, spesifik çıkma uzunluğu sağlanacak şekilde, kömür tutucusuna lehimlenir. Kömürün tutucu içinde rahatça hareket ettiği kontrol edilir. Şekil- Ek.20 Kömür çıkma mesafesinin ölçülmesi Ek.1.7-DOĞRULTUCU DİYOTLAR Ek.1.7.1-Pozitif Doğrultucu Diyotların İncelenmesi Bir ohm metre kullanarak, test uçlarından birini tüm diyotlara dokundururken, diğerini pozitif terminale dokundurulur (Şekil-Ek.21). Şekil- Ek.21 Pozitif diyotların kontrolü Test uçlarının kutuplarını değiştirerek yukarıdaki işlem tekrarlanır. 73 Bunlardan birinin geçirgenlik verip vermediğini kontrol edin. Eğer geçirgenlik standart değil ise diyot doğrultucusunu değiştirin. Ek.1.7.2-Negatif Doğrultucu Diyotların İncelenmesi Şekil- Ek.22 Negatif doğrultucu diyotların kontrolü Bir ohmmetre kullanarak, test cihazının uçlarından birini tüm diyot terminallerine dokundururken diğerinin negatif terminale dokundurun. Test uçlarını değiştirerek yukarıdaki işlem tekrarlanır. Testlerden birinin geçirgenlik verdiğini, birinin vermediği kontrol edilir. Eğer geçirgenlik standart değilse diyot tutucusunu değiştirin. Ek.1.7.3-RULMANLAR Arka Rulmanın İncelenmesi Rulmanın sıkışık veya aşınmış olup olmadığını kontrol edin. Eğer sıkışıklık ve aşınma varsa rulman değiştirilir. Ek.1.8-YÜKSEK HIZLI KOMPAKT TİP ALTERNATÖRÜN İNCELENMESİ Rotor, Stator Ve Doğrultucu Diyotların İncelenmesi Rotor, stator ve doğrultucuların incelenmesi IC regülatörsüzde olduğu gibidir. Ek.1.8.1-Kömürler Bir cetvel kullanarak, kömürün çıkma uzunluğu kontrol edilir. Standart çıkma uzunluğu 10,5 mm ve minimum çıkma uzunluğu 4,5 mm olmalıdır. 74 Eğer çıkma uzunluğu minimumdan düşükse kömürler değiştirilir. Kömürlerin lehimlerin eriterek kömür yayı çıkarılır. Kömürün teli kömür tutucusu deliğinden geçirilir ve kömür ile tutucudaki yuvaya oturtulur. Kömür telini tutucuya, çıkma uzunluğu uygun olacak şekilde lehimlenir. Ek.1.8.2-Arka Rulmanların İncelenmesi Rulmanın sıkışık veya aşınmış olup olmadığı kontrol edilir. Ek.1.9-DİYOTLARIN OSİLOSKOP GÖRÜNTÜLERİ VE İNCELENMESİ Şekil-Ek.23 Normal osiloskop görüntüleri Şekil- Ek.23’te çeşitli tiplerdeki alternatörlerde diyotların normal çalışmaları gösterilmektedir. Bu görüntülerin temel özellikleri düzenli oluşları ve sürekli dalgalanmalardan başka aşırı değişmeler göstermemeleridir. 75 Şekil-6.24 Anormal osiloskop diyot görüntüleri Şekil-Ek.24 Anormal osiloskop diyot görüntüleri Şekil-Ek.24, diyotların anormal çalışmasının gösteren örneklerdir. Bunlarda açıkça belli olan düzensizlikle birlikte aşağı ve yukarı doğru aşırı sapmalar vardır. Bu aşırı değişimler bir veya birkaç diyotta kısa devre veya açık devre olduğunu belirtirler. Normal ve anormal görüntülerin geçek şekli alternatörün tipine, devire ve alternatörün elektrik yüküne bağlıdır. Anormal görüntüler bir veya birkaç diyotun bozuk olmasından ileri gelebilir. 76