מגנטו - מכשיר ועיקרון הפעולה
בשנת 1887, המהנדס והממציא הגרמני רוברט בוש, הבעלים של החברה בעלת אותו השם, פיתח ורשם פטנט על מערכת ההצתה המגנטית הראשונה. הכל התחיל כשאחד מלקוחות החברה הזמין פיתוח מערכת הצתה למנוע הגז שלהם, ועד מהרה ההזמנה התממשה. מאוחר יותר התגלו כמה פגמים והמכשיר שונה. כתוצאה מכך, בשנת 1890, רוברט בוש GmbH כבר סיפקה הזמנות גדולות עבור מערכות הצתה מגנטיות, שהחלו להגיע בכמויות אדירות מכל עבר.
שבע שנים מאוחר יותר, בשנת 1897, המכשיר הותאם בסופו של דבר לרכב, שכן דיימלר היה צריך לפתח מצת עבור תלת אופן דה דיון בוטון. לפיכך, נפתרה לבסוף בעיית ההצתה של מנועי בעירה פנימית לרכב הפועלים בסיבובים גבוהים. חמש שנים מאוחר יותר, בשנת 1902, תלמידו של רוברט בוש, גוטלוב הונולד, שיפר את ההצתה המגנטו על ידי הוספת מצת ובכך הפך את המכשיר לאוניברסלי.
אז מה זה מגנטו? איך זה עובד ואיך זה עובד? הכל מאוד פשוט, כמו הכל גאוני. מגנטו הוא אלטרנטור שבו ממלאים את התפקיד של משרן מגנט קבועמונע לסיבוב על ידי כוח חיצוני. הרוטור המגנטי יוצר שטף מגנטי מסתובב לסירוגין המשרה EMF בפיתול הסטטור.
מגנטו מערכת הצתה טיפוסית לרכב מכילה סלילי מתח נמוך וגבוה. לסליל המתח הנמוך יש מפסק וקבלים במעגל שלו, וסליל המתח הגבוה מחובר להארקה באחד מהמסופים שלו ולמצתים בקצה השני שלו.
העול המשותף בצורת U שעליו מלופפים את הסלילים הוא מעגל מגנטי שבו שדה מגנטי לסירוגין על ידי סיבוב מגנט קבוע. לעתים קרובות, חלק מהסיבובים של פיתול המתח הגבוה משמשים כפיתולי מתח נמוך, בדומה לאופן שבו נוצרים הפיתולים של שנאים אוטומטיים.
כאשר המגנט מסתובב, נגרמת EMF בסליל המתח הנמוך, אך הסליל מקוצר על ידי מתג מכני כך שהוא חווה זרם מושרה הנגרם על ידי השטף המגנטי המשתנה החודר לליבה כשהמגנט חוצה אותו עם קווי כוח. השינוי בשטף המגנטי נמשך כמה אלפיות שניות וכתוצאה מכך יש סליל שנסגר מעצמו בזרם של מספר אמפר.
בשלב מסוים, מגעי המפסק נפתחים, הזרם ממהר מהסליל אל הקבל, ומתחילות תנודות הרמוניות במעגל תנודת המתח הנמוך שנוצר, התדר שלהן הוא כ-1 קילו-הרץ.מכיוון שהמגעים נפתחים במהירות, במשך פחות מרבע מתקופת תנודת הלולאה הראשונה, אין הפסקה בין מגעי המפסק ורק לאחר פתיחת מגעי המפסק מגיע ה-EMF במעגל המתח הנמוך לאמפליטודה.
ברגע זה מתרחש המצת המחובר לפיתול המתח הגבוה, האנרגיה של הקבל של מעגל המתח הנמוך מומרת לאנרגיית זרם חילופין של מעגל המתח הגבוה, ככל שהתנודות במעגל המתח הנמוך ממשיכות. , ולתערובת הדליקה בצילינדר יש זמן להתלקח.
תנודות נמשכות לא יותר מ-1 אלפית שנייה, בגלל ערכי השראות והקיבול של המבנה המגנטי, ואז מגעי המפסק נסגרים שוב והמחזור הבא של עליית הזרם מתחיל במעגל המתח הנמוך הנע מעצמו.
לפיכך, אנו רואים שהמגנטו הוא מכונה מגנטו-אלקטרית שתפקידה להמיר את האנרגיה המכנית של הסיבוב של הרוטור המגנטי לאנרגיה חשמלית, במיוחד לאנרגיה של פריקה במתח גבוה על נר. כיום עדיין ניתן למצוא מערכות הצתה מבוססות מגנטו למנועי בעירה פנימית.
מן הסתם, לא כל גנרטור ניתן לייחס למגנטו, שכן רק אותם גנרטורים המתרגשים על ידי מגנטים קבועים ולרוב מחוברים לשנאי מתח גבוה של מערכת ההצתה של מנועי בעירה פנימית נקראים מגנטו.
קורה שהמגנטו מספק לא רק את ההצתה, אלא גם את אספקת החשמל של הרשת המובנת של הרכב, אבל לרוב המגנטו מספק רק את מערכת ההצתה.בינתיים בשוק ניתן למצוא גנרטורים קבועים עם מספר סלילי גנרטור על הסטטור, גנרטורים כאלה מתאימים לאופנועים, אך באופן עקרוני הם אוניברסליים.
במקרים מסוימים, סליל נוסף הממוקם על הליבה המגנטית עדיין משמש לייצור חשמל עבור הרשת המשולבת. לעיתים ממוקמים מגנטים על גלגל התנופה, אשר תפקידו הכפול הוא הפעלת המגנט והפעלת האלטרנטור. מכשיר היברידי כזה נקרא למעשה «מגדינו» משילוב של המילים «מגנטו» ו-«דינמו».
על אופנועים קלים, מטוסי סילון, אופנועי שלג, משטחים חיצוניים, משטחים חיצוניים, ניתן למצוא את מגדינוס עובדים יחד עם מיישרים ומווסת מתח. עוצמתו של המגדינו לא גדולה, בטווח של 100 וואט, אבל היא די מספיקה לתאורת צד ואפילו לטעינת הסוללה. היתרון של מגדינו הוא בגודלו הקטן ובמשקל הנמוך.
במנועי בנזין בעירה פנימית, מגנטו שימש באופן מסורתי במשך זמן רב, המספק דופק זרם למצת, כאשר סוללות עדיין לא הוצגו באופן נרחב למטרה זו. גם היום ניתן למצוא פתרונות כאלה. מנועי שתי פעימות או ארבע פעימות מטוסטוסים, מכסחות דשא, מסורי שרשרת. במלחמת העולם השנייה, למנועי טנקים גרמניים הייתה מערכת הצתה מגנטית.
למנועי מטוסים בו-זמנית יש זוג מצתים על כל צילינדר, וכל סט מצתים מחובר למגנט משלו - הסט השמאלי והימני של המצתים מופעלים בנפרד. פתרון זה מאפשר בעירה יעילה יותר של תערובת הדלק, ובמקרה של כשל באחד מצמד המגנטים, השני נשאר בפעולה, מה שמוסיף אמינות למערכת.