Magneto — dispositivo e principio di azione

Nel 1887, l'ingegnere e inventore tedesco Robert Bosch, titolare dell'omonima azienda, sviluppò e brevettò il primo sistema di accensione magnetica. Tutto è iniziato quando uno dei clienti dell'azienda ha ordinato lo sviluppo di un sistema di accensione per il proprio motore a gas e presto l'ordine è stato evaso. Successivamente sono stati scoperti alcuni difetti e il dispositivo è stato modificato. Di conseguenza, nel 1890, Robert Bosch GmbH soddisfaceva già grandi ordini di sistemi di accensione magnetica, che iniziarono ad arrivare in grandi quantità da ogni parte.

Sette anni dopo, nel 1897, il dispositivo fu infine adattato per un veicolo, poiché Daimler aveva bisogno di sviluppare un'accensione per il triciclo De Dion Bouton. Così, il problema dell'accensione per i motori a combustione interna delle automobili funzionanti ad alti giri è stato finalmente risolto. Cinque anni dopo, nel 1902, uno studente di Robert Bosch, Gottlob Honnold, migliorò l'accensione a magnete aggiungendo una candela e rese così il dispositivo universale.

Quindi cos'è un magnete? Come funziona e come funziona? Tutto è molto semplice, come tutto geniale. Magneto è un alternatore in cui viene svolto il ruolo di un induttore magnete permanentespinti in rotazione da una forza esterna. Il rotore magnetico crea un flusso magnetico alternato rotante che induce un EMF nell'avvolgimento dello statore.

Un tipico magnete del sistema di accensione per autoveicoli contiene bobine a bassa e alta tensione. La bobina a bassa tensione ha un interruttore e un condensatore nel suo circuito, e la bobina ad alta tensione è collegata a terra su uno dei suoi terminali e alle candele sull'altro terminale.

Il comune giogo a forma di U su cui sono avvolte le bobine è un circuito magnetico in cui campo magnetico alternato ruotando un magnete permanente. Spesso, parte delle spire dell'avvolgimento ad alta tensione vengono utilizzate come avvolgimenti a bassa tensione, in modo simile a come vengono realizzati gli avvolgimenti degli autotrasformatori.

Mentre il magnete ruota, viene indotto un campo elettromagnetico nella bobina a bassa tensione, ma la bobina viene cortocircuitata da un interruttore meccanico in modo che subisca una corrente indotta causata dal cambiamento del flusso magnetico che penetra nel nucleo quando il magnete lo attraversa con il suo linee di forza. La variazione del flusso magnetico dura pochi millisecondi e di conseguenza si ha una bobina che si chiude automaticamente con una corrente di diversi ampere.

Ad un certo punto, i contatti dell'interruttore si aprono, la corrente scorre dalla bobina al condensatore e nel risultante circuito oscillante a bassa tensione iniziano le oscillazioni armoniche, la loro frequenza è di circa 1 kHz.Poiché i contatti si aprono rapidamente, per meno di un quarto del primo periodo di oscillazione del loop, non c'è interruzione tra i contatti dell'interruttore e solo dopo che i contatti dell'interruttore si sono aperti l'EMF nel circuito a bassa tensione raggiunge l'ampiezza.

In questo momento, si verifica la candela collegata all'avvolgimento ad alta tensione, l'energia del condensatore del circuito a bassa tensione viene convertita in energia di corrente alternata del circuito ad alta tensione, mentre le oscillazioni nel circuito a bassa tensione continuano e la miscela combustibile nel cilindro ha il tempo di accendersi.

Le oscillazioni durano non più di 1 millisecondo, dovute ai valori di induttanza e capacità della struttura magnetica, poi i contatti dell'interruttore si richiudono e inizia il successivo ciclo di salita di corrente nel circuito a bassa tensione da solo mosso.

Quindi, vediamo che il magnete è una macchina magnetoelettrica la cui funzione è quella di convertire l'energia meccanica di rotazione del rotore magnetico in energia elettrica, in particolare l'energia di una scarica ad alta tensione su una candela. Oggi è ancora possibile trovare sistemi di accensione a magnete per motori a combustione interna.

Ovviamente, non tutti i generatori possono essere attribuiti a un magnete, poiché vengono chiamati magneto solo quei generatori che sono eccitati da magneti permanenti e sono solitamente collegati a un trasformatore ad alta tensione del sistema di accensione dei motori a combustione interna.

Succede che il magnete fornisca non solo l'accensione, ma anche l'alimentazione della rete di bordo del veicolo, ma molto spesso il magnete fornisce solo il sistema di accensione.Nel frattempo, oggi sul mercato puoi trovare generatori a magneti permanenti con più bobine del generatore sullo statore, tali generatori sono adatti per le motociclette, ma in linea di principio sono universali.

In alcuni casi, una bobina aggiuntiva posta sul nucleo magnetico serve comunque a generare elettricità per la rete di bordo. I magneti sono talvolta posizionati sul volano, che ha la duplice funzione di azionare il magnete e attivare l'alternatore. Tale dispositivo ibrido è in realtà chiamato «magdino» da una combinazione delle parole «magneto» e «dynamo».

Su moto leggere, jet, motoslitte, fuoribordo, fuoribordo, puoi trovare Magdinos che lavora insieme a raddrizzatori e regolatori di tensione. La potenza del magdino non è eccezionale, entro 100 watt, ma è abbastanza per l'illuminazione laterale e anche per caricare la batteria. Il vantaggio di Magdino sono le sue dimensioni ridotte e il peso ridotto.

Nei motori a benzina a combustione interna, un magnete è stato tradizionalmente utilizzato per molto tempo, fornendo un impulso di corrente alla candela, quando le batterie non erano ancora ampiamente introdotte per questo scopo. Anche oggi tali soluzioni possono essere trovate. Motori a due o quattro tempi da ciclomotori, tosaerba, motoseghe. Nella seconda guerra mondiale, i motori a carburatore dei carri armati tedeschi avevano un sistema di accensione magnetica.

I motori alternativi degli aerei hanno una coppia di candele su ciascun cilindro e ogni set di candele è collegato al proprio magnete: i set di candele sinistro e destro sono alimentati separatamente. Questa soluzione consente una combustione più efficiente della miscela di carburante e, in caso di guasto di uno dei due magneti, il secondo rimane in funzione, il che aggiunge affidabilità al sistema.