Magneto — naprava in princip delovanja

Leta 1887 je nemški inženir in izumitelj Robert Bosch, lastnik istoimenskega podjetja, razvil in patentiral prvi magnetni vžigalni sistem. Vse se je začelo, ko je ena od strank podjetja naročila razvoj sistema za vžig za njihov plinski motor in kmalu je bilo naročilo tudi izpolnjeno. Kasneje so odkrili nekaj pomanjkljivosti in napravo spremenili. Posledično je do leta 1890 Robert Bosch GmbH že izpolnjeval velika naročila za magnetne vžigalne sisteme, ki so začela prihajati v ogromnih količinah od vsepovsod.

Sedem let pozneje, leta 1897, je bila naprava končno prilagojena za vozilo, saj je Daimler moral razviti vžig za tricikel De Dion Bouton. Tako je bil končno rešen problem vžiga avtomobilskih motorjev z notranjim zgorevanjem, ki delujejo pri visokih vrtljajih. Pet let kasneje, leta 1902, je učenec Roberta Boscha, Gottlob Honnold, izboljšal magnetni vžig z dodajanjem vžigalne svečke in tako napravo naredil univerzalno.

Torej, kaj je magneto? Kako deluje in kako deluje? Vse je zelo preprosto, kot vse genialno. Magneto je alternator, v katerem igra vlogo induktorja trajni magnetpoganja v vrtenje z zunanjo silo. Magnetni rotor ustvarja vrteči se izmenični magnetni tok, ki inducira EMF v navitju statorja.

Tipični avtomobilski magnetni sistem za vžig vsebuje nizko in visoko napetostne tuljave. Nizkonapetostna tuljava ima v svojem tokokrogu odklopnik in kondenzator, visokonapetostna tuljava pa je na enem od sponk priključena na maso, na drugem priključku pa na vžigalne svečke.

Običajni jarem v obliki črke U, na katerega so navite tuljave, je magnetno vezje, v katerem izmenično magnetno polje z vrtenjem trajnega magneta. Pogosto se del ovojev visokonapetostnega navitja uporablja kot nizkonapetostna navitja, podobno kot so izdelana navitja avtotransformatorjev.

Ko se magnet vrti, se v nizkonapetostni tuljavi inducira EMF, vendar je tuljava kratko sklenjena z mehanskim stikalom, tako da doživi induciran tok, ki ga povzroči spreminjanje magnetnega toka, ki prodira skozi jedro, ko ga magnet prečka s svojim silnice. Sprememba magnetnega pretoka traja nekaj milisekund in posledično pride do samozapiralne tuljave s tokom več amperov.

V nekem trenutku se kontakti prekinjevalca odprejo, tok teče od tuljave do kondenzatorja in v nastalem nizkonapetostnem nihajnem krogu se začnejo harmonična nihanja, njihova frekvenca je približno 1 kHz.Ker se kontakti hitro odprejo, v manj kot četrtini nihajne dobe prve zanke ni prekinitve med kontakti odklopnika in šele po odpiranju kontaktov odklopnika EMF v nizkonapetostnem tokokrogu doseže amplitudo.

V tem trenutku pride do vžigalne svečke, povezane z visokonapetostnim navitjem, energija kondenzatorja nizkonapetostnega tokokroga se pretvori v energijo izmeničnega toka visokonapetostnega tokokroga, saj se nihanja v nizkonapetostnem tokokrogu nadaljujejo , in gorljiva mešanica v jeklenki ima čas, da se vname.

Nihanja ne trajajo več kot 1 milisekundo zaradi vrednosti induktivnosti in kapacitivnosti magnetne strukture, nato se kontakti prekinjevalca ponovno zaprejo in v nizkonapetostnem tokokrogu, ki se premika sam, se začne naslednji cikel naraščanja toka.

Tako vidimo, da je magneto magnetoelektrični stroj, katerega funkcija je pretvarjanje mehanske energije vrtenja magnetnega rotorja v električno energijo, natančneje v energijo visokonapetostne razelektritve na sveči. Danes lahko še vedno najdete magnetne vžigalne sisteme za motorje z notranjim zgorevanjem.

Očitno ni mogoče vsakega generatorja pripisati magnetu, saj se imenujejo magneti le tisti generatorji, ki jih vzbujajo trajni magneti in so običajno povezani z visokonapetostnim transformatorjem vžigalnega sistema motorjev z notranjim zgorevanjem.

Zgodi se, da magnet zagotavlja ne samo vžig, ampak tudi napajanje omrežja v vozilu, najpogosteje pa magnet napaja samo sistem za vžig.Medtem lahko danes na trgu najdete generatorje s trajnimi magneti z več generatorskimi tuljavami na statorju, takšni generatorji so primerni za motocikle, vendar so načeloma univerzalni.

V nekaterih primerih dodatna tuljava, nameščena na magnetnem jedru, še vedno služi za proizvodnjo električne energije za omrežje na vozilu. Magneti so včasih nameščeni na vztrajniku, ki ima dvojno funkcijo aktiviranja magneta in aktiviranja alternatorja. Takšna hibridna naprava se dejansko imenuje "magdino" iz kombinacije besed "magneto" in "dinamo".

Na lahkih motociklih, reaktivnih motorjih, motornih saneh, izvenkrmnih motorjih, izvenkrmnih motorjih lahko najdete Magdinos, ki deluje skupaj z usmerniki in regulatorji napetosti. Moč magdina ni velika, znotraj 100 vatov, vendar je povsem dovolj za bočno osvetlitev in celo za polnjenje baterije. Prednost Magdino je njegova majhnost in majhna teža.

V bencinskih motorjih z notranjim zgorevanjem se je dolgo časa tradicionalno uporabljal magnet, ki je zagotavljal tokovni impulz svečki, ko baterije še niso bile razširjene za ta namen. Tudi danes je mogoče najti takšne rešitve. Dvotaktni ali štiritaktni motorji od mopedov, kosilnic, motornih žag. V drugi svetovni vojni so nemški tankovski uplinjači imeli magnetni sistem vžiga.

Batni letalski motorji imajo par vžigalnih svečk na vsakem valju in vsak niz svečk je povezan s svojim magnetom - levi in ​​desni komplet svečk se napajata ločeno. Ta rešitev omogoča učinkovitejše zgorevanje mešanice goriva, v primeru okvare enega od para magnetov pa drugi ostane v delovanju, kar sistemu dodaja zanesljivost.