Магнето
Магнето — магнитоэлектрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. В настоящее время иногда применяется в системах зажигания для двигателей внутреннего сгорания. В телефонии её принято называть индуктором.
Далеко не любой генератор называется «магнето». Это название применяется только для генераторов в двигателях внутреннего сгорания:
- возбуждаемых постоянным магнитом и
- совмещённых в одном изделии с катушкой зажигания.
Магнитная система магнето может быть общей для генератора э.д.с. и катушки зажигания.
Нередко свеча зажигания является единственной нагрузкой магнето.
Устройство и работа
Магнето — специализированный генератор переменного тока с возбуждением от вращающегося постоянного магнита (магнитного ротора или якоря).
Автомобильное магнето имеет обмотки низкого и высокого напряжения. Параллельно обмотке низкого напряжения (НН) включаются контакты прерывателя и конденсатор (~0,1 мкФ); выводы обмотки высокого напряжения (ВН) подключаются один на корпус, второй на свечу. Все обмотки намотаны на ярмо (сердечник) и выглядят как одна большая катушка на П-образном сердечнике, между полюсами сердечника находится продольно намагиченный вращающийся магнит (телефонные и минно-подрывные (КПМ) индукторы устроены иначе, но принцип действия тот же). В качестве части обмотки высокого напряжения может выступать обмотка низкого напряжения, то есть возможна автотрансформаторная конструкция, это позволяет уменьшить количество витков обмотки ВН.
В обмотке низкого напряжения индуктируется ток в процессе изменения магнитного напряжения в сердечнике, вызванного вращением магнита (повёрнутого к данному концу П-образного сердечника то северным, то южным полюсом, то есть магнитный поток меняет направление) при замкнутых контактах. Это изменение длится время порядка десятка миллисекунд (мс). В конце этого процесса мы имеем катушку индуктивности с током несколько Ампер, замкнутую контактами прерывателя. В определённый момент контакты размыкаются, и начинается цикл гармонических колебаний в контуре, образованном индуктивностью обмотки низкого напряжения и упомянутой выше ёмкостью (плюс паразитная ёмкость обмоток, особенно ёмкость обмотки ВН, трансформированная в обмотку НН). Период колебаний составляет порядка 1 мс. Контакты прерывателя не пробиваются благодаря тому, что напряжение на конденсаторе нарастает медленно (собственно, это одна из целей установки в магнето конденсатора), и они успевают разойтись далеко друг от друга к моменту достижения затухающим синусоидальным напряжением полного значения (через четверть периода после размыкания контактов), то есть момента максимума напряжения. Но обычно этот момент не достигается: пробивается искровой зазор в свече зажигания, и энергия конденсатора переходит в зону искрового разряда в горючей смеси цилиндра двигателя, в ходе колебательного процесса в емкостях и индуктивностях конструкции магнето, длящегося порядка 1 мс. Затем контакты замыкаются, и начинается следующий цикл, процесс роста тока при изменении магнитного поля и т. д.
В двигателях внутреннего сгорания
Магнето обеспечивает импульс электрического тока к свечам зажигания в некоторых бензиновых двигателях внутреннего сгорания, в которых не применяются батареи. Такие двигатели обычно четырёхтактные или двухтактные, которые используются в мопедах, газонокосилках и в бензопилах. Карбюраторные двигатели «Майбах», приводившие в движение танки панцерваффе Второй мировой войны имели систему зажигания именно от магнето.
В поршневых авиационных двигателях у каждого цилиндра обычно есть две свечи зажигания, подключённые к отдельным магнето. Такая конструкция создаёт избыточность в случае отказа одного из магнето, а две искры обеспечивают более полное и эффективное сгорание топливной смеси.
