Magneto — อุปกรณ์และหลักการทำงาน

ในปี พ.ศ. 2430 โรเบิร์ต บ๊อช วิศวกรและนักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน เจ้าของบริษัทชื่อเดียวกันนี้ ได้พัฒนาและจดสิทธิบัตรระบบจุดระเบิดด้วยแม่เหล็กระบบแรก ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อลูกค้ารายหนึ่งของบริษัทสั่งให้พัฒนาระบบจุดระเบิดสำหรับเครื่องยนต์แก๊สของตน และไม่นานก็สำเร็จตามคำสั่ง ต่อมาพบจุดบกพร่องและมีการดัดแปลงอุปกรณ์ ด้วยเหตุนี้ ในปี 1890 Robert Bosch GmbH ได้ดำเนินการตามคำสั่งซื้อจำนวนมากสำหรับระบบจุดระเบิดด้วยแม่เหล็ก ซึ่งเริ่มได้รับในปริมาณมากจากทั่วทุกมุม

เจ็ดปีต่อมา ในปี พ.ศ. 2440 อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการดัดแปลงสำหรับรถยนต์ในที่สุด เนื่องจาก Daimler จำเป็นต้องพัฒนาระบบการจุดระเบิดสำหรับรถสามล้อ De Dion Bouton ดังนั้น ปัญหาการจุดระเบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในรถยนต์ที่ทำงานด้วยรอบสูงจึงได้รับการแก้ไขในที่สุด ห้าปีต่อมา ในปี 1902 Gottlob Honnold ลูกศิษย์ของ Robert Bosch ได้ปรับปรุงการจุดระเบิดของแมกนีโตโดยเพิ่มหัวเทียนและทำให้อุปกรณ์นี้เป็นสากล

แล้วแมกนีโตคืออะไร? มันทำงานอย่างไรและทำงานอย่างไร? ทุกอย่างง่ายมากเหมือนทุกสิ่งที่แยบยล Magneto เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่เล่นบทบาทของตัวเหนี่ยวนำ แม่เหล็กถาวรขับเคลื่อนสู่การหมุนด้วยแรงภายนอก โรเตอร์แม่เหล็กสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับที่หมุนซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ในขดลวดสเตเตอร์

แมกนีโตระบบจุดระเบิดของรถยนต์ทั่วไปประกอบด้วยคอยล์แรงต่ำและแรงสูง คอยล์ไฟฟ้าแรงต่ำมีเบรกเกอร์และตัวเก็บประจุอยู่ในวงจร และคอยล์ไฟฟ้าแรงสูงเชื่อมต่อกับกราวด์ที่ขั้วใดขั้วหนึ่งและหัวเทียนที่อีกขั้วหนึ่ง

แอกรูปตัวยูทั่วไปที่ขดลวดถูกพันเป็นวงจรแม่เหล็กซึ่ง สนามแม่เหล็กสลับ โดยการหมุนแม่เหล็กถาวร บ่อยครั้งที่ส่วนหนึ่งของการเลี้ยวของขดลวดไฟฟ้าแรงสูงถูกใช้เป็นขดลวดไฟฟ้าแรงต่ำ คล้ายกับวิธีการสร้างขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

ขณะที่แม่เหล็กหมุน EMF จะถูกเหนี่ยวนำในขดลวดแรงดันต่ำ แต่ขดลวดจะลัดวงจรโดยสวิตช์เชิงกล ดังนั้นมันจึงประสบกับกระแสเหนี่ยวนำซึ่งเกิดจากฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงทะลุผ่านแกนเมื่อแม่เหล็กตัดผ่านแกนของมัน เส้นแรง การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กใช้เวลาไม่กี่มิลลิวินาที และเป็นผลให้ขดลวดปิดตัวเองด้วยกระแสหลายแอมแปร์

เมื่อถึงจุดหนึ่ง หน้าสัมผัสของเบรกเกอร์จะเปิดขึ้น กระแสจะไหลจากขดลวดไปยังตัวเก็บประจุ และการสั่นของฮาร์มอนิกจะเริ่มต้นในวงจรการสั่นของแรงดันต่ำที่เกิดขึ้น ความถี่ของพวกมันคือประมาณ 1 kHzเนื่องจากหน้าสัมผัสเปิดอย่างรวดเร็ว น้อยกว่าหนึ่งในสี่ของช่วงการสั่นของลูปแรก จึงไม่มีการหยุดพักระหว่างหน้าสัมผัสเบรกเกอร์ และหลังจากหน้าสัมผัสเบรกเกอร์เปิดเท่านั้น EMF ในวงจรแรงดันต่ำถึงแอมพลิจูด

ในขณะนี้หัวเทียนที่เชื่อมต่อกับขดลวดไฟฟ้าแรงสูงเกิดขึ้นพลังงานของตัวเก็บประจุของวงจรแรงดันต่ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับของวงจรไฟฟ้าแรงสูงในขณะที่การสั่นในวงจรแรงดันต่ำดำเนินต่อไป และส่วนผสมที่ติดไฟได้ในกระบอกสูบมีเวลาติดไฟ

การสั่นจะคงอยู่ไม่เกิน 1 มิลลิวินาที เนื่องจากค่าความเหนี่ยวนำและค่าความจุของโครงสร้างแม่เหล็ก จากนั้นหน้าสัมผัสของเบรกเกอร์จะปิดอีกครั้ง และกระแสที่เพิ่มขึ้นในวงจรถัดไปจะเริ่มขึ้นในวงจรแรงดันต่ำที่เคลื่อนที่ด้วยตัวเอง

ดังนั้นเราจึงเห็นว่าแมกนีโตเป็นเครื่องแมกนีโตอิเล็กทริกที่มีหน้าที่แปลงพลังงานกลของการหมุนของโรเตอร์แม่เหล็กให้เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยเฉพาะพลังงานของการปล่อยไฟฟ้าแรงสูงบนเทียน ทุกวันนี้ คุณยังสามารถพบระบบจุดระเบิดแบบใช้แมกนีโตสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้

เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกเครื่องสามารถนำมาประกอบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้เนื่องจากมีเพียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่กระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวรและมักจะเชื่อมต่อกับหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงของระบบจุดระเบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในเท่านั้นที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

มันเกิดขึ้นที่แมกนีโตไม่เพียง แต่จุดระเบิดเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งจ่ายพลังงานของเครือข่ายออนบอร์ดของยานพาหนะด้วย แต่ส่วนใหญ่แล้วแมกนีโตจะจ่ายเฉพาะระบบจุดระเบิดเท่านั้นในขณะเดียวกันในตลาดวันนี้คุณสามารถหาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรที่มีขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเครื่องบนสเตเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวเหมาะสำหรับรถจักรยานยนต์ แต่โดยหลักการแล้วมันเป็นแบบสากล

ในบางกรณี ขดลวดเพิ่มเติมที่อยู่บนแกนแม่เหล็กยังคงทำหน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับเครือข่ายออนบอร์ด บางครั้งแม่เหล็กจะอยู่บนมู่เล่ ซึ่งมีหน้าที่สองอย่างในการสั่งงานแม่เหล็กและสั่งงานเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ อุปกรณ์ไฮบริดดังกล่าวเรียกว่า «แม็กดิโน» จากการรวมกันของคำว่า «แมกนีโต» และ «ไดนาโม»

สำหรับรถจักรยานยนต์ขนาดเล็ก เจ็ต สโนว์โมบิล เอาท์บอร์ด เอาท์บอร์ด คุณจะพบ Magdinos ที่ทำงานร่วมกับวงจรเรียงกระแสและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า พลังของ magdino นั้นไม่ดีนักภายใน 100 วัตต์ แต่ก็เพียงพอสำหรับแสงด้านข้างและแม้กระทั่งสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ ข้อได้เปรียบของ Magdino คือขนาดที่เล็กและน้ำหนักเบา

ในเครื่องยนต์เบนซินสันดาปภายใน แมกนีโตถูกใช้มาเป็นเวลานานโดยให้กระแสพัลส์ไปยังหัวเทียน เมื่อแบตเตอรี่ยังไม่ได้รับการแนะนำอย่างกว้างขวางสำหรับจุดประสงค์นี้ แม้กระทั่งทุกวันนี้ก็สามารถพบวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวได้ เครื่องยนต์สองจังหวะหรือสี่จังหวะจากรถมอเตอร์ไซค์ เครื่องตัดหญ้า เลื่อยไฟฟ้า ในสงครามโลกครั้งที่ 2 เครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ของรถถังเยอรมันมีระบบจุดระเบิดด้วยแม่เหล็ก

เครื่องยนต์อากาศยานแบบลูกสูบมีหัวเทียนหนึ่งคู่ในแต่ละกระบอกสูบ และหัวเทียนแต่ละชุดจะเชื่อมต่อกับแม่เหล็กของมันเอง—หัวเทียนชุดซ้ายและขวาจะได้รับพลังงานแยกจากกัน โซลูชันนี้ช่วยให้การเผาไหม้เชื้อเพลิงผสมมีประสิทธิภาพมากขึ้น และในกรณีที่แม่เหล็กคู่ใดคู่หนึ่งล้มเหลว แม่เหล็กคู่ที่สองจะยังคงทำงานอยู่ ซึ่งเพิ่มความน่าเชื่อถือให้กับระบบ