آفتامات یک قطعه الکترومکانیکی است که کاربردهای فراوانی نظیر جلوگیری از افت ولتاژ در مدار سیم‌کشی در عملگرهای خودرو را دارد. همچنین میتواند به عنوان یک سوئیچ در مدار به کار رود. در این مقاله، پس از آشنایی اولیه با آفتامات، نحوه کار آفتامات شرح داده شده است.
آفتامات برای کنترل ولتاژ تولیدی و جریان مصرفی استفاده میشود و با این عمل از صدمه دیدن و سوختن مولد برق و مصرف کننده ها جلوگیری میشود. به عبارت ساده، تقویت و یکسان سازی نوسان برق وظیفه رله یا آفتامات است. آفتامات هم در شبکه برق رسانی خاص، مثل چراغ خودرو یا بوق و هم در دینام خودرو، برای یکسان کردن جریان برق تولید شده و استفاده میشود.
به بیان دیگر، رگولاتور در دینام که در بین عموم به آفتامات معروف است، نام یکی از قطعات مهم دینام است. نحوه کار آفتامات در دینام، کنترل جریان الکتریکی ورودی آرمیچر است. از آنجا که مقدار توان الکتریکی تولید شده در استاتور به نیروی مغناطیسی آرمیچر وابسته است، آفتامات با کنترل جریان ورودی آرمیچر بطور مستقیم بر توان خروجی دینام تاثیر میگذارد. به این ترتیب آفتامات دینام همواره بر توان الکتریکی خروجی دینام نظارت دارد.
همچنین رابطی بین دینام و باتری ماشین است:
· هنگامی که دور موتور بالا میرود، ولتاژ برق تولیدی در دینام زیاد میشود. این افزایش اگر از حد مجازی بیشتر شود باعث سوختن مصرف کننده های خودرو و یا آسیب دیدن آنها میشود.
· اگر دور موتور پایین باشد یا موتور خاموش باشد، دینام به صورت مستقیم به باتری متصل میشود. این باعث خواهد شد که جریان برق از باتری به دینام برود و در نتیجه منجر به سوختن دینام شود. بنابراین برای جلوگیری از این وضعیت، از وسیله ای به نام رگولاتور یا آفتامات استفاده میگردد.
پیش از پرداختن به نحوه کار آفتامات، می بایست ساختمان آن را شناخت. آفتاماتها در ساده ترین حالت دارای 4 پایه هستند که هر کدام از آنها در مسیر‌های مشخصی در سیم‌کشی یا روی مدار دستگاه‌های الکترونیکی قرار گرفته می‌شوند و با وصل برق به سیمپیچ، دو تیغه را به هم وصل میکنند. تقریبا تمام آفتاماتها دارای دو پایه مربوط به سیمپیچ هستند.
بوبین به قسمتی از آفتامات می‌گویند که دارای یک سیم‌پیچی ضخیم جهت آهنربا شدن است و در اصطلاح به منظور تقویت شدن در ساختمان آفتامات قرار گرفته است. هرگاه برق dc مورد نیاز به پایه‌های سیمپیچ اعمال شود، تیغه های آفتامات از حالت قبلی خود خارج شده و با قطع ولتاژ از سیمپیچ، تیغه ها به حالت اولیه خود باز میگردند.
رله ولتاژ دارای یک هسته آهنی با چندین دور سیم پیچ است که آن را به طور موازی پیچیده اند. روی هسته دو عدد پلاتین قرار دارد که در حالت نرمال بسته است.
جریان مصرفی بالشتک های دینام و سیم اتصال بدنه خارجی از ذغال مثبت گرفته می شود و پس از تغذیه قطبها به F آفتامات میرود و در حالت عادی که ولتاژ خروجی دینام کم است، از طریق پلاتینها به بدنه متصل می شود. با افزایش دور موتور، ولتاژ دینام نیز بالا میرود و همزمان ولتاژ موثر بر سیم پیچ رله ولتاژ افزایش می یابد.
زمانیکه ولتاژ تولید شده دینام از حد مشخصی بیشتر شود، نیروی کشش هسته از نیروی فنر پلاتین متحرک بیشتر خواهد شد و در نتیجه هسته پلاتین متحرک را جذب میکند. با باز شدن پلاتین های رله ولتاژ، اتصال بدنه قطبین به وسیله مقاومت کامل میشود. کاهش مقاومت در مدار قطبین سبب کم شدن جریان مصرفی بالشتک ها میشود، در نتیجه شدت میدان مغناطیسی تضعیف شده و ولتاژ خروجی دینام نیز کاهش خواهد یافت..
این کاهش ولتاژ باعث میگردد که هسته رله ولتاژ نیروی خود را از دست بدهد و فنر آن پلاتین متحرک را بکشد و با پلاتین ثابت تماس داده شده و مجددا جریان میدان از طریق پلاتینها باعث اتصال بدنه شود. عمل قطع و وصل پلاتینها در ثانیه چندین بار انجام میشود و به این ترتیب مقدار ولتاژ در حد لازم تثبیت میگردد.
در دینامهایی که اتصال بدنه داخلی است، جریان D آفتامات به پلاتینهای رله ولتاژ به میدان دینام فرستاده شده و در دینام به بدنه متصل خواهند شد. سپس در زمان باز شدن پلاتینهای رله ولتاژ از طریق مقاومت جریان به میدان وارد میشود و مقدار آن کاهش مییابد. برای مثال آفتامات نیسان از نوع اتصال بدنه داخلی است.
رله جریان یا آفتامات همانند رله ولتاژ دارای پلاتین، مقاومت و هسته است و تنها تفاوت آن با رله ولتاژ در نوع سیم پیچی هسته آن است بطوریکه سیم هسته ضخیم بوده بصورت سری در مدار قرار میگیرد تا اینکه هر جریانی که از دینام برای شارژ باطری و مصارف دیگر گرفته میشود از آن عبور نموده و قابل کنترل شود.
هنگامی که جریان مصرفی بیش از حد لازم باشد، هسته نیروی کششی زیادی بوجود می آورد که باعث جذب پلاتین متحرک شده که در نتیجه جریان مصرفی بالشتک ها باعث مقاومت بدنه شده و ولتاژ خروجی به علت افزایش جریان افت می نماید. رله جریان یا آفتامات از نوع رله مرتعشی است و تا جایی نوسان میکند که جریان در حد لازم تثبیت شود.
در توصیف بهتر نحوه کار آفتامات میتوان گفت، در دینام‌های ۱۲ ولتی که قدرت خروجی مولد بیشتر از ۲۰۰ w است (برای جلوگیری از سوختن آرمیچر در اثر بالا رفتن جریان مصرفی)، از آفتامات یا رله جریان استفاده میشود. وظیفه رله جریان، کنترل کردن مقدار جریان خروجی تا مقداری است که احتمال خطر سوختن برای سیمپیچ‌های آن وجود نداشته باشد.
هنگامی که جریان نسبتا ضعیفی وارد سیمپیچ میشود، سیم پیچ و هسته آهنی تبدیل به آهنربا می‌شوند و پس از غلبه بر فنریت صفحه پلاتین، آن را به سمت هسته سیمپیچ حرکت داده و باعث اتصال آنها به یکدیگر و عبور جریان اصلی می‌شوند.
بهطور مثال در مدار بوق یا چراغ‌های جلو خودرو از آفتامات استفاده میشود. در این صورت با وصل نمودن کلید بوق یا چراغ‌های جلو، آفتامات وصل میشود و این آفتامات برق مورد نیاز بوق یا چراغ‌های جلو را از طریق مدار شارژ یا باتری تامین میکند. ملاحظه میشود که آفتامات با جریان برق ضعیفی فعال میگردد و از اینرو جریان زیادی از کلید بوق یا کلید چراغ‌های جلو عبور نمیکند و از سوختن یا جرقه زدن در کلید بوق یا چراغ‌های جلو، جلوگیری میشود.
· کنترل ولتاژ خروجی دینام
· کنترل جریان تولید شده دینام
· دادن اجازه شارژ به باطری سالمی که خالی شده است
· ممانعت از تخلیه جریان باطری در دینام به هنگام خاموش بودن موتور
· قطع عمل شارژ پس از پر شدن باطری
· حال که با نحوه کار آفتامات آشنا شدید، شاید مناسب باشد با برخی مزایا و معایب این ابزار نیز آشنا شوید.
· آفتاماتها می‌توانند با توجه به طراحی خود تا دهها آمپر را تحمل کنند و در این مورد از ترانزیستورها مقرونبهصرفه‌تر هستند.
· آفتاماتها قطعات کندی هستند و نمی‌توانند با فرکانس بالا برق را قطع و وصل کنند، پس برای اینکه چندین مرتبه در ثانیه بخواهیم برق را قطع و وصل کنیم بایستی از خاصیت سویچینگ ترانزیستورها استفاده نماییم.
· چنانچه بخواهیم جریان برق با ولتاژهای کم و جریان‌های چند میلی‌آمپری را قطع و وصل کنیم، نیازی به آفتامات نیست و باز هم بایستی از خاصیت سوییچی ترانزیستورها استفاده کرد.
از آفتاماتها نباید در محیط‌های دارای گازهای مشتعل شونده، مواد شیمیایی منفجره و یا حساس به الکتریسیته استفاده کرد، زیرا در هنگام تغییر وضعیت، جرقه تولید میشود.
