مقالات خودروهای سنگین

نحوه کار آفتامات

نحوه کار آفتامات

مقدمه نحوه کار آفتامات

آفتامات یک قطعه الکترومکانیکی است که کاربرد‌های فراوانی نظیر جلوگیری از افت ولتاژ در مدار سیم‌کشی در عملگرهای خودرو را دارد. همچنین می­تواند به عنوان یک سوئیچ در مدار به کار رود. در این مقاله، پس از آشنایی اولیه با آفتامات، نحوه کار آفتامات شرح داده شده است.

تعریف آفتامات

آفتامات برای کنترل ولتاژ تولیدی و جریان مصرفی استفاده می­شود و با این عمل از صدمه دیدن و سوختن مولد برق و مصرف کننده­ها جلوگیری می­شود. به عبارت ساده، تقویت و یکسان­سازی نوسان برق وظیفه رله یا آفتامات است. آفتامات هم در شبکه برق­رسانی خاص، مثل چراغ خودرو یا بوق و هم در دینام خودرو، برای یکسان کردن جریان برق تولید شده و استفاده می­شود.

به بیان دیگر، رگولاتور در دینام که در بین عموم به آفتامات معروف است، نام یکی از قطعات مهم دینام است. نحوه کار آفتامات در دینام، کنترل جریان الکتریکی ورودی آرمیچر است. از آنجا که مقدار توان الکتریکی تولید شده در استاتور به نیروی مغناطیسی آرمیچر وابسته است، آفتامات با کنترل جریان ورودی آرمیچر بطور مستقیم بر توان خروجی دینام تاثیر می­گذارد. به این ترتیب آفتامات دینام همواره بر توان الکتریکی خروجی دینام نظارت دارد.

همچنین رابطی بین دینام و باتری ماشین است:

  • هنگامی که دور موتور بالا می­رود، ولتاژ برق تولیدی در دینام زیاد می­شود. این افزایش اگر از حد مجازی بیشتر شود باعث سوختن مصرف کننده­های خودرو و یا آسیب دیدن آنها می­شود.
  • اگر دور موتور پایین باشد یا موتور خاموش باشد، دینام به صورت مستقیم به باتری متصل می­شود. این باعث خواهد شد که جریان برق از باتری به دینام برود و در نتیجه منجر به سوختن دینام شود. بنابراین برای جلوگیری از این وضعیت، از وسیله­ای به نام رگولاتور یا آفتامات استفاده می­گردد.

ساختمان آفتامات

پیش از پرداختن به نحوه کار آفتامات، می­بایست ساختمان آن را شناخت. آفتامات‌ها در ساده­ترین حالت دارای 4 پایه هستند که هر کدام از آن‌ها در مسیر‌های مشخصی در سیم‌کشی یا روی مدار دستگاه‌های الکترونیکی قرار گرفته می‌شوند و با وصل برق به سیم‌پیچ، دو تیغه را به هم وصل می­کنند. تقریبا تمام آفتامات‌ها دارای دو پایه مربوط به سیم‌پیچ هستند.

بوبین به قسمتی از آفتامات می‌گویند که دارای یک سیم‌پیچی ضخیم جهت آهن­ربا شدن است و در اصطلاح به منظور تقویت شدن در ساختمان آفتامات قرار گرفته است. هرگاه برق  dc  مورد نیاز به پایه‌های سیم‌پیچ اعمال شود، تیغه­های آفتامات از حالت قبلی خود خارج شده و با قطع ولتاژ از سیم­پیچ، تیغه­ها به حالت اولیه خود باز می­گردند.

رله ولتاژ و آفتامات

رله ولتاژ دارای یک هسته آهنی با چندین دور سیم­پیچ است که آن را به­طور موازی پیچیده­اند. روی هسته دو عدد پلاتین قرار دارد که در حالت نرمال بسته است.

جریان مصرفی بالشتک­های دینام و سیم اتصال بدنه خارجی از ذغال مثبت گرفته می­شود و پس از تغذیه قطب­ها به F آفتامات می­رود و در حالت عادی که ولتاژ خروجی دینام کم است، از طریق پلاتین­ها به بدنه متصل می­شود. با افزایش دور موتور، ولتاژ دینام نیز بالا می­رود و همزمان ولتاژ موثر بر سیم­پیچ رله ولتاژ افزایش می­یابد.

زمانی­که ولتاژ تولید شده دینام از حد مشخصی بیشتر شود، نیروی کشش هسته از نیروی فنر پلاتین متحرک بیشتر خواهد شد و در نتیجه هسته پلاتین متحرک را جذب می­کند. با باز شدن پلاتین­های رله ولتاژ، اتصال بدنه قطبین به وسیله مقاومت کامل می­شود. کاهش مقاومت در مدار قطبین سبب کم­شدن جریان مصرفی بالشتک­ها می­شود، در نتیجه شدت میدان مغناطیسی تضعیف شده و ولتاژ خروجی دینام نیز کاهش خواهد یافت..

این کاهش ولتاژ باعث می­گردد که هسته رله ولتاژ نیروی خود را از دست بدهد و فنر آن پلاتین متحرک را بکشد و با پلاتین ثابت تماس داده شده و مجددا جریان میدان از طریق پلاتین­ها باعث اتصال بدنه شود. عمل قطع و وصل پلاتین­ها در ثانیه چندین بار انجام می­شود و به این ترتیب مقدار ولتاژ در حد لازم تثبیت می­گردد.

در دینام­هایی که اتصال بدنه داخلی است، جریان D آفتامات به پلاتین­های رله ولتاژ به میدان دینام فرستاده شده و در دینام به بدنه متصل خواهند شد. سپس در زمان باز شدن پلاتین­های رله ولتاژ از طریق مقاومت جریان به میدان وارد می­­شود و مقدار آن کاهش می­یابد. برای مثال آفتامات نیسان از نوع اتصال بدنه داخلی است.

نحوه کار آفتامات

رله جریان یا آفتامات همانند رله ولتاژ دارای پلاتین، مقاومت و هسته است و تنها تفاوت آن با رله ولتاژ در نوع سیم پیچی هسته آن است بطوریکه سیم هسته ضخیم بوده بصورت سری در مدار قرار میگیرد تا اینکه هر جریانی که از دینام برای شارژ باطری و مصارف دیگر گرفته می­شود از آن عبور نموده و قابل کنترل شود.

هنگامی که جریان مصرفی  بیش از حد لازم باشد، هسته نیروی کششی زیادی بوجود می آورد که باعث جذب پلاتین متحرک شده که در نتیجه جریان مصرفی بالشتک ها باعث مقاومت بدنه شده و ولتاژ خروجی به علت افزایش جریان افت می نماید. رله جریان یا آفتامات از نوع رله مرتعشی است و تا جایی نوسان میکند که جریان در حد لازم تثبیت شود.

در توصیف بهتر نحوه کار آفتامات می­توان گفت، در دینام‌های ۱۲ ولتی  که قدرت خروجی مولد بیشتر از ۲۰۰ w است (برای جلوگیری از  سوختن  آرمیچر در اثر بالا رفتن جریان مصرفی)، از آفتامات یا رله جریان استفاده می‌شود. وظیفه رله جریان، کنترل کردن مقدار جریان خروجی تا مقداری است که احتمال  خطر سوختن برای سیم­پیچ‌های آن وجود نداشته باشد.

هنگامی که جریان نسبتا ضعیفی وارد سیم­پیچ می‌شود، سیم پیچ و هسته آهنی تبدیل به آهنربا می‌شوند و پس از غلبه بر فنریت صفحه پلاتین، آن ‌را به سمت هسته سیم‌پیچ حرکت داده و باعث اتصال آنها به یکدیگر و عبور جریان اصلی می‌شوند.

به­طور مثال در مدار بوق یا چراغ‌های جلو خودرو از آفتامات استفاده می‌شود. در این صورت با وصل نمودن کلید بوق یا چراغ‌های جلو، آفتامات وصل می‌شود و این آفتامات برق مورد نیاز بوق یا چراغ‌های جلو را از طریق مدار شارژ یا باتری تامین می‎کند. ملاحظه می‎شود که آفتامات با جریان برق ضعیفی فعال می‌گردد و از اینرو جریان زیادی از کلید بوق یا کلید چراغ‌های جلو عبور نمی­کند و از سوختن یا جرقه زدن در کلید بوق یا چراغ‌های جلو، جلوگیری می‌شود.

کاربردهای آفتامات

  • کنترل ولتاژ خروجی دینام
  • کنترل جریان تولید شده دینام
  • دادن اجازه شارژ به باطری سالمی که خالی شده است
  • ممانعت از تخلیه جریان باطری در دینام به هنگام خاموش بودن موتور
  • قطع عمل شارژ پس از پر شدن باطری

مزایا و معایب آفتامات‎‌ها

  • حال که با نحوه کار آفتامات آشنا شدید، شاید مناسب باشد با برخی مزایا و معایب این ابزار نیز آشنا شوید.
  • آفتامات‌ها می‌توانند با توجه به طراحی خود تا ده­ها آمپر را تحمل کنند و در این مورد از ترانزیستورها مقرون­به­صرفه‌تر هستند.
  • آفتامات‌ها قطعات کندی هستند و نمی‌توانند با فرکانس بالا برق را قطع و وصل کنند، پس برای این‌که چندین مرتبه در ثانیه بخواهیم برق را قطع و وصل کنیم بایستی از خاصیت سویچینگ ترانزیستورها استفاده نماییم.
  • چنانچه بخواهیم جریان برق با ولتاژهای کم و جریان‌های چند میلی‌آمپری را قطع و وصل کنیم، نیازی به آفتامات نیست و باز هم بایستی از خاصیت سوییچی ترانزیستورها استفاده کرد.
  • از آفتامات­ها نباید در محیط‌های دارای گازهای مشتعل شونده، مواد شیمیایی منفجره و یا حساس به الکتریسیته استفاده کرد، زیرا در هنگام تغییر وضعیت، جرقه تولید می‌شود.

منابع:

magcars.ir

smahoor.ir

autome.blogfa.com

دیدگاهتان را بنویسید