Электрический генератор | Динамо

Устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию. Довольно долго были популярными велосипедные фары и задние фонари, питающиеся от такого генератора.

К сожалению, мощность генератора зависит от скорости. Таким образом, освещение перестаёт работать при остановке велосипеда или при движении с небольшой скоростью. В то же время на высокой скорости лампочки быстро перегорают.

Позже появились аккумуляторные батареи, которые вытеснили собой генераторные осветительные приборы. Большинство электрических генераторов выдавали мощность 3 Вт, совсем немногие — 6 Вт при движении с нормальной скоростью. Современные аккумуляторные системы выдают мощность 15 Вт и больше вне зависимости от скорости.

Динамо-машина состоит из катушки с проводом, вращающейся в магнитном поле, создаваемом статором. Энергия вращения, согласно закону Фарадея преобразуется в переменный ток. Но поскольку первые изобретатели динамо не умели работать с переменным током, то они использовали коммутатор для того, чтобы инвертировать полярность. В результате получался пульсирующий ток постоянной полярности.

Виды

Существуют несколько видов велосипедных электрических генератов:

• «Бутылочный» — наиболее популярный тип генераторов. Похожее на бутылку устройство с небольшим колёсиком, приводимым в движение за счёт трения о боковину покрышки.

• «Кареточный» — генератор, устанавливающийся рядом с кареточным стаканом, чуть ниже перьев рамы. Подпружиненный ролик приводится в движение за счёт трения о протектор покрышки. Кареточный и бутылочный генераторы перестают работать в мокрых условиях.

• «Втулочный» — тип генератора, встроенного в одну из втулок колеса. Как правило стостоит из неподвижного сердечника, закреплённого на ось и вращающегося вокруг него многополюсного кольцевидного магнита. Наиболее популярным втулочным генератором был Sturmey-Archer Dynohub. Втулочные генераторы более дорогостоящие, чем другие типы, но в то же время гораздо более тихие и эффективные.

Первая динамо-машина была изобретена А. Йедликом в 1827 году. Он сформулировал концепцию динамо на шесть лет раньше, чем она была озвучена Сименсом, но не запатентовал ее. Сейчас же такие крупные производители мобильной техники как Apple и Nokia производят вело-генераторы для мобильных телефонов, которые заряжают их в то время когда вы движетесь.

Динамо -втулки

Главная беда поворотных динамо-машинок — плохой, ненадежный контакт между ротором и велошиной. Батарейки достаточно дорого стоят и быстро расходуются. В последние годы заметна экспансия динамо-втулок. Сейчас они стали стандартной опцией множества велосипедов. Второму рождению, точнее сказать, возрождению динамо-втулок помогли два момента. Первый — это необходимость, как сказал поэт, «светить всегда, светить везде», например, во время 24-часовых гонок или в длительном автономном походе, когда вес запасных батарей вырастает до небес. А тут всегда под ногой безотказный источник электроэнергии, вес коего известен и не слишком велик. Второй момент — закон, который всегда есть закон. Особенно в странах ЕС, где законодательно постановили, что всякий велосипед, как средство передвижения повышенной опасности, должен иметь фонари и габариты. А лучший вариант бортовой электростанции — это динамо-втулка. Весьма удобна она также для городских и дорожных байков, где комфорт и минимум обслуживания — главное. Сел и поехал! А свежие батарейки, заряженные аккумуляторы — только лишние хлопоты, от коих мирный велосипедист должен быть избавлен напрочь. Не забыты и спортсмены, любители и профи. Для них разработаны суперлегкоходные динамо-втулки с подшипниками высокого уровня ULTEGRA/XT фирмы SHIMANO и значительно уменьшенными паразитными магнитными потерями на холостом ходу. К сожалению, от магнитных потерь никуда не деться, это, кстати, единственный минус динамо-втулок по сравнению с поворотными динамками. Данный минус устранить вряд ли возможно, но можно его уменьшить. Спортивные суперлегкоходные динамо-втулки DH-3D71, DH-3N71 имеют паразитные потери на холостом ходу гораздо меньше, чем массовые динамо-втулки для комфортного катания групп NEXUS, HB-NX22/32. Но и тут намечаются улучшения, согласно принципу, что достижения верхних групп постепенно приходят и в нижние группы.

Кроме паразитных потерь к главным недостаткам динамо-втулок следует отнести зависимость яркости фонаря от скорости движения велосипеда и отсутствие света во время стоянки. Обе задачи пока в процессе решения. Динамо-втулки генерируют мощность 2,4-3 Вт при напряжении б В. Этого вполне достаточно для сильной фары, пары хороших габаритов, бортового компьютера и системы управления переключением передач и амортизацией Cyber NEXUS Di2 SHIMANO.

И последнее. Получая 3 Вт электроэнергии, мы тратим на это собственные силы и энергию. Как оценить, много ли это? Профи высокого уровня в часовой гонке развивает мощность порядка 450-480 Вт. Так что дополнительные затраты составят всего порядка 0,6%. При обычных поездках по дорогам с твердым покрытием длительная мощность велосипедиста составляет 100-200 Вт. И потери, соответственно, составят от 3% до 1,5%, что совсем немного.