Магнетто в электротехнике¶
Магнетто — устаревшее, но сохранившееся в профессиональной речи название магнитоэлектрической машины, то есть электрического генератора или двигателя, в котором магнитное поле возбуждается постоянными магнитами, а не электромагнитами с обмоткой возбуждения. Термин применялся преимущественно к генераторам зажигания в двигателях внутреннего сгорания, а также к небольшим динамо-машинам и магнето переменного тока. В современной технической документации чаще используется слово «магнето», однако форма «магнетто» встречается в переводной и справочной литературе, а также в названиях ряда исторических устройств.
¶Терминология и происхождение
Слово восходит к латинскому magnes — «магнит», через итальянское magnete. В русском языке XIX века использовались варианты «магнето», «магнетто» и «магнитоэлектрическая машина». Устройство представляет собой частный случай магнитоэлектрической машины, у которой индуктор выполнен на постоянных магнитах. Такая конструкция проще и надёжнее машин с независимым возбуждением, но не позволяет регулировать магнитный поток, поэтому напряжение зависит от частоты вращения.
Первые магнитоэлектрические генераторы появились в 1830-х годах после открытия электромагнитной индукции Майклом Фарадеем. В 1832 году Ипполит Пикси построил генератор с вращающимся постоянным магнитом. В России аналогичные устройства разрабатывали в мастерских физических кабинетов университетов, а позднее — на электротехнических заводах.
¶Устройство
Типичное магнетто включает:
- Ротор с постоянными магнитами (в ранних моделях — вращающийся индуктор, позднее — вращающийся якорь).
- Статор с обмоткой, в которой наводится ЭДС.
- Магнитопровод из мягкой стали, замыкающий магнитный поток.
- Прерыватель и распределитель — в системах зажигания.
- Привод — от шестерни, ремня или непосредственно от вала двигателя.
В магнето с вращающимся магнитом (роторного типа) магнитный поток периодически меняет направление в сердечнике якоря, что индуцирует переменную ЭДС. В магнето с вращающимся якорем (якорного типа) обмотка размещена на роторе, а ток снимается коллектором или контактными кольцами.
¶Классификация
По назначению выделяют:
| Тип | Назначение | Особенности |
|---|---|---|
| Магнето зажигания | Питание свечей ДВС | Высоковольтный трансформатор, прерыватель |
| Магнето осветительное | Питание ламп | Переменный ток, стабилизация не требуется |
| Динамо-магнето | Зарядка аккумуляторов | Коллектор, выпрямление |
| Магнето переменного тока | Измерительные цепи | Высокая стабильность частоты |
По роду тока различают магнето переменного и постоянного тока. По числу искр — одно- и многоискровые, с распределителем или без него.
¶Применение
Наибольшее распространение магнетто получило в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания: бензиновых двигателей мотоциклов, лодочных моторов, тракторов, авиационных поршневых двигателей, бензопил и газонокосилок. Достоинство магнето в том, что оно не требует аккумуляторной батареи и работает автономно, что критично для авиации и полевой техники.
В авиации магнето долгое время было основным источником зажигания: на поршневых двигателях устанавливали по два магнето на каждый двигатель для резервирования. В автомобилях магнето вытеснено батарейной системой зажигания с катушкой и распределителем, а затем — электронными системами.
Магнетто применялось и в телефонии: ручные телефонные станции использовали магнето-вызов, при котором абонент вращением рукоятки генератора подавал сигнал на станцию. Такие аппараты с «магнето» были распространены до середины XX века.
¶Магнетто в России
В Российской империи магнето производили на заводах «Дюфлон и Константинович» в Санкт-Петербурге, а также импортировали из Германии (Bosch) и Франции. В СССР выпуск магнето для тракторов и мотоциклов наладили на заводах в Москве, Ленинграде и Харькове. Магнето использовались на тракторах «Фордзон-Путиловец», мотоциклах «Иж» и «Ковровец», а также на авиационных двигателях конструкции Микулина и Климова.
В послевоенные годы с развитием электроники и переходом на батарейные системы зажигания производство магнето для автомобилей сократилось, но сохранилось для малой моторной техники и авиации.
¶Преимущества и недостатки
- Автономность, не требуется аккумулятор.
- Простота и надёжность, меньше элементов.
- Устойчивость к вибрациям и влаге.
Недостатки:
- Зависимость напряжения от частоты вращения.
- Невозможность регулировки магнитного потока.
- Ограниченная мощность.
- Сложность получения стабильного напряжения на малых оборотах.
¶Современное состояние
В XXI веке классические магнетто вытеснены электронными системами зажигания с датчиками Холла и микропроцессорным управлением. Однако в малой моторной технике, авиамоделизме и некоторых авиационных двигателях магнето сохраняются благодаря автономности и отказоустойчивости. Термин «магнетто» в современной литературе встречается реже, чем «магнето», и часто рассматривается как устаревший вариант написания.
Источники: справочники по электротехнике, история электротехники, технические руководства по двигателям внутреннего сгорания, авиационные руководства.