De dynamo in voertuigen
Speciale uitvoering met drie koolborstels
Electriciteit

Dynamo's werden in voertuigen gebruikt tot in de jaren 1960. Van zodra er betrouwbare gelijkrichters op de markt kwamen werd er overgeschakeld op auto-alternatoren die een hogere stroom konden leveren vanaf een lager toerental en geen mechanische regelaar nodig hadden.

Dynamo's in voertuigen


Dynamo met contactor en regelaar


Dynamo met drie koolborstels en contactor
 


Dynamo met regelaar en aparte uitgang voor de lichten


Compound dynamo met aparte uitgang voor de lichten

Men gebruikt al lang geen dynam's meer op voertuigen, maar speciaal aangepaste auto alternatoren.


Dynamo's werden in voertuigen gebruikt totdat men betrouwbare gelijkrichters ter beschikking had. Een dynamo heeft als (enig) voordeel dat die een gelijkspanning levert dankzij de koolborstels die de stroom aftappen op de juiste positie van de collector.

De dynamo in voertuigen is een shuntdynamo waarbij de bekrachtigingsstroom door een regelaar geschakeld kan worden tussen een normale en een lage waarde.

Naast de dynamo is er ook een module nodig die ervoor zorgt dat de stroom niet van de batterij door de dynamo naar de aarde kan lopen als de motor niet draait. Deze bestaat uit een relais met twee wikkelingen, een serie en een shuntwikkeling, relais links op de eerste afbeelding en enige relais op de tweede afbeelding. Het is de voorloper van de terugwattbeveiliging die in electriciteitscentrales en gekoppelde alternatoren gebruikt wordt.

  • In normale toestand is de relais niet bekrachtigd en er loopt dus geen stroom door de wikkelingen. Het contact is open.

  • Pas als de motor voldoende snel draait en de dynamo een spanning begint te leveren op D+ loopt er een stroom door de shuntwikkeling. Het relais wordt aangetrokken en het circuit wordt gesloten. De dynamo levert nu stroom aan de batterij en de gebruikers. De seriewikkeling versterkt het magnetisch veld zodat er geen contactdender kan gebeuren.

  • Als de motor stilgelegd wordt schakelt de relais niet automatisch af, de shuntwikkeling krijgt immers zijn spanning van de batterij via het gesloten contact. Zouden er geen voorzorgsmaatregelen zijn, dan zou de batterij zich ontladen over de dynamo (die nu als motor zou werken). De stroom door de seriewikkeling is nu echter omgekeerd, waardoor het magnetisch veld die door de shuntwikkeling geproduceerd wordt tegengewerkt wordt en het relais valt af. De kring wordt nu onderbroken.
Als de motor in ralenti draait wordt de batterij niet geladen, in tegendeel: de batterij kan zelfs ontladen worden als er stroomgebruikers ingeschakeld zijn. Bij herstellingen aan oude voertuigen wordt het relais soms vervangen door een zware diode die de stroom enkel in één richting doorlaat, namelijk van de dynamo naar de batterij en gebruikers. Van zodra de dynamospanning boven de batterijspanning komt wordt er stroom geleverd en er is geen complexe mechanische regeling nodig.

De module bevat ook nog een regelaar die de bekrachtigingsstroom bijstelt. Er is zowel een stroombeperking als een spanningsbeperking om de dynamo (stroom) en de batterij (spanning) te beveiligen. Sommige regelaars hebben een aparte stroom- en spanningspoel zodat de veerspanning (en dus de stroom en de spanning) apart ingesteld kan worden.

Het is een alles-of-niets regeling en het relais wordt constant in- en uitgeschakeld. De automobieldynamo heeft immers een shuntbekrachtiging waarbij de bekrachtiging met de batterijspanning stijgt, waardoor de spanning te hoog zou worden als er geen belasting aangesloten is (of als de batterij volledig geladen is). Dit is het nadeel van een dynamo met shuntbekrachtiging.

Dynamos voor voertuigen hebben geen seriebekrachtiging (te moeilijk om de spanning te regelen), maar dure amerikaanse voertuigen waren wel uitgerust met een compounddynamo wegens de vele accessoires. Zo werd er meer vermogen gevelerd als de accessoires ingeschakeld waren.

De contacten van de hoofdrelais worden door de hoge stroom verbrand (al de batterijstroom moet immers door de relaiscontacten), terwijl de contacten van de bekrachtigingsrelais het ook zwaar te verduren hebben door het constant schakelen. Om het vonken te beperken (want de veldwikkeling is inductief) wordt er soms een condensator over de contacten geplaatst. Bij de revisie van een oude automobiel is het aangeraden van een dergelijke condensator te plaatsen indien er geen voorzien was.

Dynamo met drie koolborstels

Naast de klassieke dynamo met aparte bekrachtiging bestond er ook een dynamo met drie koolborstels. De derde koolborstel is dunner uitgevoerd, want die dient enkel om de bekrachtigingstroom te leveren. Deze koolborstel is op een draaibare ring gemonteerd, zodat de positie (en dus de excitatiespanning) ingesteld kan worden.

De dynamo met drie koolborstels maakt gebruik van de ankerreaktie om de stroom te beperken. Bij hogere toerentallen verschuift ook het magnetisch veld, waardoor de spanning op de derde koolborstel lager wordt. Zo wordt de stroom beperkt bij hogere toerentallen.

De dynamo met aparte bekrachtigingsborstel werd gebruikt tot aan de tweede wereldoorlog en dan is men een regelaar gaan gebruiken die een betere stabilisatie mogelijk maakt. De koolborstel moest tweemaal per jaar bijgesteld worden (hogere stroomverbruik in de winter). Men zal enkel nog dynamo's met drie koolborstels aantreffen in bepaalde franse voertuigen.

Er moet gezegd worden dat de dynamo met drie koolborstels geen goede spanningsstabilisatie mogelijk maakte (enkel een stroombeperking). Ondanks het feit dat de dynamo apart bekrachtigd wordt, is het gedrag ervan vergelijkbaar met die van een shuntdynamo wat de spanning betreft: als de spanning stijgt (batterij geladen of slechte contacten) dan gaat de dynamo ook meer stroom leveren. Er moest regelmatig gedestilleerd water bijgevoegd worden om de electrolyse te compenseren. Maar het systeem was in feite niet zo slecht in vergelijking met het systeem met mechanische regeling, die vaak moest bijgeregeld worden.

De boordspanning was in die tijd 6V, waardoor verliezen door slechte contacten zwaarder doorwegen dan bij een 12V systeem.

Aparte uitgang voor de lichten

Er waren geen accessoires op de eerste automobielen, geen electrisch bediende ruiten, geen zetelverwarming, geen boordcomputer, zelfs geen achterlichten en knipperlichten. De enige gebruikers waren de lichten (en die bestonden maar in één versie: "gewoon"). Van daglichten was er toen nog geen sprake!

Op sommige voertuigen was de regelaar uitgerust met een aparte uitgang die gebruikt werd voor de lichten, terwijl de andere uitgang naar de batterij liep, dit vergemakkelijkte de stabilisatie. Het was doorgaans de gewoonte dat de lampen enkel konden branden als de motor draaide: de batterij werd enkel gebruikt om de motor te starten.

Bij een andere uitvoering was er een compound-wikkeling die doorlopen werd door de stroom naar de lampen. Als de lampen ingeschakeld werden verhoogde het magnetisch veld, waardoor er stroom geleverd kon worden om de batterij op te laden én om de lampen te voeden. Bij deze versie was het mogelijk de regelaar achterwege te laten: de seriewikkeling zorgde voor het versterken van het magnetisch veld en de derde koolborstel stabiliseerde de laadstroom ongeacht het motortoerental.

Van zodra men kon beschikken over betrouwbare en krachtige diodes is men overgeschakeld op alternatoren.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

Rec