دينمو السيارة: وظيفته، أنواعه، آلية عمله وأهم علامات تلفه

دينامو السيارة، المعروف أيضًا باسم المولد الكهربائي، هو مكون أساسي في نظام الشحن الكهربائي للسيارة، يلعب دورًا حيويًا في الحفاظ على شحن بطارية السيارة وتزويد الأنظمة الكهربائية بالطاقة اللازمة. في هذا المقال، سنتعمق في دينامو السيارة، ونشرح وظيفته، ومكوناته الرئيسية، وأهمية صيانته.

ما هو دينامو السيارة؟

دينامو السيارة هو جهاز كهروميكانيكي يحول الطاقة الميكانيكية من محرك السيارة إلى طاقة كهربائية، يتم تشغيله بواسطة سير ملفوف حول بكرة دينامو، والتي تدور بفعل حركة المحرك، أثناء دوران الدينامو، يقوم بتوليد تيار كهربائي متردد (AC)، والذي يتم تحويله لاحقًا إلى تيار مستمر (DC) بواسطة موحد التيار (الدايود) المدمج في الدينامو.

الغرض من الدينامو في السيارات هو توليد تيار مباشر (DC) بمساعدة مبدل التيار، يستخدم دينامو السيارة ملفات دوارة ومجالات مغناطيسية لتحويل الدوران الميكانيكي إلى طاقة كهربائية، وكان الأول من نوعه، ويستخدم كتمهيد في العديد من أجهزة التحويل الكهربائية التي تم اختراعها فيما بعد. لقد حلت الاختراعات اللاحقة محل الدينامو تدريجيًا، والآن نادرًا ما يستخدم في المركبات. في هذا الدليل، ناقشنا دينامو السيارة بالتفصيل.

مبدأ عمل دينامو السيارة

يعمل دينامو السيارة على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، ووفقا لهذا المبدأ؛ يمكن توليد التيار عن طريق تدوير ملف أو سلك داخل مجال مغناطيسي أو العكس، حيث يؤدي الدوران إلى خلق فرق محتمل في الملف، ويجبر التيار على التدفق منه، كما يستخدم دينامو بطارية السيارة أيضًا هذا المبدأ البسيط للعمل.

المكونات الرئيسية لدينامو السيارة

يتكون دينامو السيارة من عدة مكونات رئيسية، وهي:

1. المحرض (الروتور): وهو جزء دوار يتكون من ملفات من الأسلاك موضوعة حول نواة حديدية، عندما يدور المحرض، تتولد الكهرباء في الملفات.

2. المجال المغناطيسي (الستاتور): وهو الجزء الثابت المحيط بالمحرض، ويتكون من مغناطيسات دائمة أو ملفات كهربائية تنتج مجالاً مغناطيسيًا.

3. فرش الكربون: وهي مكونات موصلة تنقل التيار الكهربائي من المحرض الدوار إلى الدائرة الخارجية.

4. موحد التيار (الدايود): يقوم بتحويل التيار المتردد الذي ينتجه المحرض إلى تيار مستمر لشحن البطارية.

5. المنظم: وهو جهاز يتحكم في مقدار الجهد الكهربائي الذي ينتجه الدينامو لحماية البطارية والأنظمة الكهربائية من الشحن الزائد.

تشتمل أجزاء دينامو السيارة على: مغناطيس حدوة الحصان، وقطبين، وحلقتين نصف منفصلتين، ومقوم التيار، وحلقة موصل، وفرش.

تدور الحلقة أولاً بالتوازي مع المغناطيس لتوليد الجهد، حيث يغير اتجاهه من الموازي إلى الأفقي بمساعدة العاكس، عندما يدور الملف إلى ربع المجال المغناطيسي في وضع أفقي، يتولد التيار الذي يسري في الملف، يتم توصيل هذه الحلقة بالدائرة الخارجية بواسطة حلقات دائرية (منفصلة) لتدوير التيار، الفرشاة عبارة عن قطعة من مادة موصلة تربط بين الحلقة والمقياس، يتم استخدامه ليعكس كمية التيار الذي يتم توفيره للمركبة.

أنواع دينامو السيارة

تم تقديم الدينامو ليحل محل البطاريات السائلة، يستخدم الإصدار الأول من الدينامو مغناطيسًا ثابتًا كبيرًا وملفًا متحركًا لتوليد التيار، تم تعديل الإصدارات الأحدث لتلبية الطلب المتزايد على الجيل الحالي.

دينامو الفرشاة الثالثة

يتم استخدام دينامو الفرشاة الثالثة في المركبات المبكرة كمولد كهربائي، وتتكون من ثلاث فرش متصلة بأجزاء مختلفة من السيارة، يتم ربط الفرشاة الأولى بجسم السيارة، والثانية بطرف البطارية والثالثة بالملف الميداني (الملف)، كما يتم توصيل مفتاح بالطرف الآخر من الملف للتحكم في كمية التيار الموردة، تم استبدال هذا النوع تدريجيًا بالنوع ذو الفرشاة المزدوجة؛ بسبب تنظيم الجهد المنخفض.

دينامو ذو فرشتين

يستبدل دينامو الفرشاة الثنائية نقاط الضعف في دينامو الفرشاة الثالثة، وتتكون من فرشتين، إحداهما مربوطة بالبطارية والثانية متصلة بملف المجال (الملف)، تم استبدال هذا الدينامو بالمولد، لأنه ينتج تيارًا أكبر وله عمر أطول.

هل الدينامو والمولد نفس الشيء؟

المولد والدينامو هما جهازان إلكترونيان مختلفان غالبًا ما يتم الخلط بينهما، يعمل كلا الجهازين على مبادئ مماثلة، لكن الوظيفة مختلفة قليلاً، في المولد، يدور المجال المغناطيسي بينما يكون الموصل ثابتًا، بينما في الدينامو، يدور الموصل ويظل المجال المغناطيسي ثابتًا، علاوة على ذلك، يتم استخدام مولد كهربائي لتوليد التيار المتردد (AC) والدينامو يولد التيار المستمر.

تطبيق الدينامو في السيارات الحديثة

تم تقليل استخدام الدينامو في المركبات التي تعمل بمحركات البنزين والديزل، التكنولوجيا المستخدمة في الدينامو قديمة، ولا يمكنها تلبية الطلب المتزايد على الكهرباء لهذه المركبات، ومع ذلك، مع بدء استخدام السيارات الكهربائية، تم إحياء استخدام الدينامو.

الدينامو في المركبات الكهربائية

الدينامو قادر على تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية باستخدام الحث الكهرومغناطيسي، ولذلك يتم وضعها على إطارات السيارات الكهربائية لإنتاج الطاقة، حيث يتم استخدامها للحفاظ على كفاءة السيارة عند عدم الضغط على دواسة الوقود مثل القيادة على منحدر، أو قبل الضغط على الفرامل، يتم وضع كل دينامو أعلى الإطار متصلاً بترس أصغر يوضع على العمود، على الطرف الآخر من العمود، يوجد ترس أصغر آخر متصل بترس أكبر ينتج دورة في الدقيقة (دورات في الدقيقة)، عند الضغط على دواسة الوقود، سوف يدور الترس الأكبر، ويولد دورة في الدقيقة، حيث إنه عندما لا يتم الضغط على دواسة الوقود، سيوفر الدينامو الطاقة (24 فولت لكل منهما) وسيولد الترس الأصغر دورة في الدقيقة، الدينامو ليس فعالاً للمحركات الكهربائية فحسب، بل إنه اقتصادي أيضًا مقارنة بالمكونات الأخرى المستخدمة في السيارات الكهربائية.

السبب الشائع لتلف الدينامو

يعد تآكل عاكس التيار وفرش الكربون مشكلة شائعة في دينامو السيارة، حيث تتآكل الفرش، وتصبح أصغر حجمًا؛ مما يضعف الاتصال بين الزنبرك (الذي يحمل الفرش) والمبدل، كما يؤدي عدم الاتصال إلى حدوث شرارة تُعرف أيضًا باسم "التقوس"، يمكن أن يؤدي التقوس المستمر إلى إذابة ملف المجال، وحتى يؤدي إلى عطل كامل، في هذه الحالة، يتم استنزاف البطارية بالكامل، حيث يتعين عليها إمداد المزيد من الكهرباء، بشكل عام، يعد مفتاح الإشعال وأضواء تحذير البطارية الموجودة على لوحة قيادة السيارة من أعراض خلل في الدينامو.

في الآونة الأخيرة، تم استخدام دينامو السيارة في السيارات الكهربائية كدعم إضافي، حيث يتم استخدامها للحفاظ على كفاءة السيارات الكهربائية عندما لم يتم الضغط على دواسة الوقود.