Elektra De dynamo De werking van de dynamo berust op elektromagnetische inductie. Als we namelijk een geleider bewegen in een magnetisch veld, wordt in de geleider een inductiestroom opgewekt. De geleider moet daarvoor dwars door de krachtlijnen van dat magnetisch veld heen gaan. We nemen een cilinder. Deze kan om zijn as draaien. We wikkelen om deze cilinder een draad. We plaatsen de cilinder in een magnetisch veld van twee magneten. Draaien we de cilinder, dan draait de draad ook. Deze draad gaat dwars door de krachtlijnen van de magneten. Er wordt nu een inductiestroom opgewekt. Loopt de draad met de krachtlijnen mee, dan is er geen geïnduceerde stroom. Draaien we de cilinder verder door dan gaat hij weer dwars door de krachtlijnen heen. Er wordt dus weer een stroom geïnduceerd. Alleen is de stroomrichting nu omgekeerd. Hieruit merken we het volgende op: 1. snijd de draad geen krachtlijnen, dan is er geen inductiestroom; 2. draait de draad een halve slag, dan gaat de opgewekte stroom in de ene richting; 3. draait de draad weer een halve slag, dan gaat de opgewekte stroom in de andere richting; 4. samen is dit een hele slag. Gaan we nu door, dan herhaalt zich steeds hetzelfde. De stroom gaat dus afwisselend in de ene en in de andere richting. De stroom, die in de wentelende draad geïnduceerd wordt, voeren we af om ze te gebruiken. leder uiteinde van de draad, laten we daarom tegen de binnenzijde van een ring aanlopen. We voeren dan de stroom van deze ringen af. De dynamo, die volgens dit principe werkt, noemen we een wisselstroomdynamo. De collector We kunnen de stroom ook op een andere manier afnemen. De beide hele ringen vervangen we nu door twee halve ringen. De uiteinden van de draad lopen tegen de halve ringen aan. De verbinding tussen de beide helften is geïsoleerd. De beide halve ringen heten collector. De gelijkstroomdynamo Nemen we meerdere wikkelingen, dan wordt het spanningsverschil anders. De totale spanning aan de collector verloopt als de streeplijn. Hoe meer wikkelingen we nemen, des te gelijkmatiger wordt de totale spanning. Werkt de dynamo zo, dan noemen we hem een gelijkstroomdynamo. De shuntdynamo We hebben tot nu toe steeds twee permanente magneten gebruikt. We kunnen echter ook elektromagneten gebruiken. De werking is dan als volgt. In de kernen van de elektromagneten is nog remanent magnetisme aanwezig. Dit magnetisme heeft een zwak magnetisch veld. Draait de draadwikkeling, dan wordt in de wikkeling een stroom geïnduceerd. Deze stroom gaat ook door de elektromagneten. De elektromagneten worden hierdoor
veldwikkeling
sterker en geven een sterker magnetisch veld. Daarop wordt de inductiestroom ankerwikkeling veldwikkeling weer sterker en de magneten dus ook. We zeggen nu, dat de dynamo op spanning komt. We noemen zo’n dynamo een shuntschematische voorstelling van de shuntdynamo dynamo. De wikkelingen om de elektromagneten Dynamo 1 noemen we de veldwikkeling. De wikkelingen om de cilinder (anker) noemen we ankerwikkelingen. In tekening (Dynamo 1) wordt schematisch een shuntdynamo weergegeven. De D betekent dynamo, het =teken betekend gelijkstroom. De veldwikkeling is aangegeven met een zig-zag lijn. De opbouw van de dynamo In tekening (Dynamo 2) is een doorsnede van een dynamo getekend. De voornaamste onderdelen zijn: 1. de stator of het huis met de poolschoenen en de veldwikkeling; 2. het anker met de ankerwikkelingen en de collector; 3. de koolborstels en de koolborstelhouders; 4. de lagerschilden met de lagers. De stator of het huis is een buis. De poolschoenen zijn, met schroeven met verzonken kop, aan de stator bevestigd. De poolschoenen zijn massief of opgebouwd uit plaatjes dynamostaal. Alle plaatjes zijn dan van elkaar geïsoleerd. Dit voorkomt de vorming van sterke wervelstromen. De veldwikkelingen liggen om de poolschoenen. De stroom door aansluitklemmen huis anker de veldwikkelingen veroorzaakt een magnetisch veld. Dit veld wordt gebundeld door de poolschoenen en het huis. Het collector huis is daarom van speciaal zacht staal gemaakt. Het laat de krachtlijnen van het magnetisch veld gemakkelijk door. Links en rechts zijn de lagerschilden met de lagers gemonteerd. In de lagers draait de as. Op de as is het anker gemonteerd. poolschoen koolborstel veldwikkeling Het anker is opgebouwd uit platen dynamostaal. In deze platen zijn groeven Dynamo 2 - Doorsnede dynamo gemaakt, waarin de ankerspoelen liggen. De ankerspoelen zijn van het anker geïsoleerd. Ze worden stevig vastgezet met spieën van fiber of hout. De spoelen worden anders, door de middelpuntvliedende kracht, uit de groeven gedrukt. Op de as is ook de collector bevestigd. De collector bestaat uit stroken koper. Al deze stroken zijn gescheidendoor isolerend materiaal, bijvoorbeeld mica. Aan één strook van de collector zijn het begin van een ankerspoel gesoldeerd en het einde van de volgende spoel. De koolborstels liggen tegen de collector. De stroom, die in de spoelen van
het anker is opgewekt, wordt doorgegeven aan de collectorstroken. De draaiende collectorstroken brengen de stroom over op de koolborstels. Deze staan stil. Ze dienen voor het overbrengen van de stroom van de draaiende collectorstroken naar de leidingen. De koolborstels laten de stroom gemakkelijk door. De dynamo voorziet alle elektrische apparatuur van stroom. Staat de dynamo stil, dan levert de batterij de stroom. Tijdens de autorit laadt de dynamo de batterij op. De automatische schakelaar zorgt ervoor, dat de batterij niet kan ontladen. De krukas van de motor drijft door middel van een V-snaar ook de dynamo aan. Laten we de motor langzaam lopen, dan draait de dynamo ook langzaam. Draait de motor snel, dan draait de dynamo ook snel. Hoe sneller de dynamo draait, des te groter wordt de inductiespanning. Deze spanning mag niet te hoog worden. De kans bestaat, dat de veldwikkeling dan doorbrandt. Om de grootte van de spanning te regelen, gebruiken we een spanningsregelaar. Moet de dynamo meer stroom leveren dan mogelijk is, dan wordt hij overbelast. Om dit te voorkomen, wordt de stroomregelaar gebruikt. Aansluitingen van de shuntdynamo In tekening (Dynamo 3) is een gedeelte van een shuntdynamo getekend. De collector loopt tegen veldwikkeling de koolborstels. Van de koolborstels gaan leidingen koolborstel naar de veldwikkeling en naar de aansluitklemmen. anker In werkelijkheid zien de schema’s er anders uit. In tekening (Dynamo 4) ligt de plus aan de massa, collector de min is verbonden met de geïsoleerde stroomklem G. De dynamo kan dus op spanning komen, als we F met G verbinden. Bij de Austin Healey koolborstel wordt, van oorsprong, een Shuntdynamo gebruikt. Deze shuntdynamo is van het 2 polen - 2 borstelDynamo 3 - Schematische weergave shuntdynamo type. Deze dynamo werkt samen met een stroom/ spanningsregelende spanningsregelaar. Een ventilator, die deel uitmaakt van de aandrijfpoelie, zuigt koellucht door de dynamo. Aan de voor- en achterzijde bevinden zich openingen voor de luchtdoorlaat. Het afgeleverde vermogen van de dynamo wordt geregeld door de spanningsregelaar en is afhankelijk van de ladingstoestand van de accu en de belasting die veroorzaakt wordt door de stroomverbruikers die ingeschakeld zijn. Wanneer de accu bijna geheel ontladen is levert de dynamo bijna zijn volle capaciteit. Wanneer de accu geheel geladen is levert de dynamo, met behulp van een spanningsregelaar, slechts zoveel stroom om de accu in goede staat te houden zonder dat deze echter overladen wordt. Het afgeleverde vermogen van de dynamo loopt ook op wanneer stroomverbruikers ingeschakeld worden. Na het starten van de motor levert de dynamo gedurende een paar minuten een hoog vermogen, om de accu weer snel bij te laden. Dynamo 4 - Dynamo met plus aan massa
1. Aansluiting ‘G’ van de dynamo;
Dynamo 5 - Onderdelen van de dynamo
9. spie voor poelie bevestiging;
2. lange bevestigingsschroef;
10. bevestigingsmoer voor poelie;
3. borstelveer;
11. afstands busje;
4. lagerbusje;
12. voorste deksel;
5. drukring;
13. dynamohuis;
6. collector;
14. veldaansluiting;
7. anker;
15. isolatiebusje;
8. veldwikkeling;
16. koolborstel.
Onderhoud van de dynamo Om een dynamo langdurig zijn werk te kunnen laten doen, moet er regelmatig onderhoud aan uitgevoerd worden. Op sommige oudere dynamo’s is vaak nog een speciaal oliepotje aanwezig, maar bij de meeste dynamo’s is alleen een klein gaatje in het deksel bij het lager aanwezig. Laat iedere 10.000 km. een paar druppels olie in het oliegaatje in het achterste lagerdeksel lopen. Controle van de borstels en de collector Controleer regelmatig de borstels en de collector. De borstels bij de dynamo’s van het oude type kunnen bereikt worden nadat de stofband rond het huis verwijderd is. Bij de nieuwere dynamo’s is geen inspectie opening meer in het huis aangebracht en moeten de twee lange schroeven worden losgedraaid waarna het achterste deksel teruggetrokken kan worden om de borstels te controleren. Controleer of de borstels vrij in hun houders kunnen bewegen door de borstelveren terug te trekken en de borstels op en neer te bewegen. Indien de borstels blijven steken moeten ze uit de houder genomen worden en met een in benzine gedrenkte lap worden schoongemaakt. Let er op de borstels weer in de oorspronkelijke stand aan te brengen om te voorkomen dat ze opnieuw op de collector moeten inlopen. Indien de borstels zo ver versleten zijn dat zij niet meer goed op de collector dragen, moeten nieuwe borstels gemonteerd worden. De collector moet glad en schoon zijn, er mag geen olie of vuil op zitten. Indien de collector vuil is kan deze worden schoongemaakt met een droog doekje. Indien de collector erg vuil is kan deze met een in benzine gedrenkt doekje worden gereinigd. Afstellen van de ventilatorriem Controleer de ventilatorriem en stel deze zonodig bij door de dynamo op zijn steun te verstellen. De riem mag niet te strak gespannen zijn maar moet juist voldoende spanning hebben om de dynamo zonder slippen aan te drijven. Normaal gesproken moet de ventilatorriem ± 1 cm met de duim kunnen worden ingedrukt. Controleer of de dynamo evenwijdig ligt met het motorblok, indien dit niet het geval is worden de dynamolagers te zwaar belast. Storingen opsporen aan de dynamo Een storing in de laadstroomkring van de dynamo wordt op de volgende wijze opgespoord: 1. Controleer de ventilatorriem, stel deze zonodig bij. 2. Controleer of de dynamo en de spanningsregelaar goed zijn aangesloten. De grote
3. 4. 5. 6.
7.
8.
aansluiting van de dynamo moet aangesloten worden op de aansluiting ‘D’ van de spanningsregelaar, de kleine aansluiting van de dynamo moet aangesloten worden op de aansluiting ‘F’ van de spanningsregelaar. Controleer of de bedrading op de overige aansluitingen goed vastzit. Schakel alle stroomverbruikers uit en maak de dynamo-aansluitingen los. Verbind vervolgens de beide aansluitingen met een kort stukje draad. Start de motor en laat deze stationair draaien. Bevestig de negatieve aansluiting van een voltmeter (0-20 volt) aan een van de dynamo aansluitingen en sluit de andere draad aan op een goede massa van het dynamohuis. Voer het motortoerental geleidelijk op, de aanwijzing van de voltmeter moet snel en zonder schommelingen oplopen. Laat de voltmeter geen 20 Volt aanwijzen en laat de motor niet razen om zodoende een hogere spanning te verkrijgen. Een motortoerental van 1000 omwentelingen per minuut is voldoende. Indien de meter niet uitslaat moeten de koolborstels gecontroleerd worden. Indien de meteruitslag laag is (ongeveer 1/2 tot 1 volt) kunnen de veldwikkelingen defect zijn. Indien de meteruitslag 4 tot 5 volt is kan een ankerwikkeling defect zijn. Verwijder de stofband, (indien gemonteerd) en controleer de borstels en de collector. Licht iedere borstelveer op en beweeg de borstel op en neer. Indien de borstel blijft klemmen moet deze uit de houder genomen worden en moeten de zijkanten met een zoetvijl worden bijgewerkt. Monteer de borstels altijd in hun oorspronkelijke stand. Indien de borstels versleten zijn moeten nieuwe borstels gemonteerd worden, deze moeten op de collector worden pasgemaakt. De minimum toelaatbare borstellengte is 4,5 mm. Controleer de borstelveerspanning met een-unster. De spanning van een nieuwe veer is 36 - 34 oz. In het gebruik mag deze waarde teruglopen tot 30 oz voordat de werking wordt beinvloed. Monteer nieuwe borstelveren indien de spanning te laag is. Indien de collector zwart of vuil is kan deze worden schoongemaakt met een in benzine gedrenkt doekje. Controleer de dynamo nu opnieuw als beschreven onder punt 6. Indien de meter nog geen aanwijzing geeft is er een inwendige storing en moet de complete dynamo vervangen of gereviseerd worden. Indien men niet beschikt over een ruildynamo moet de defecte dynamo voor controle worden gedemonteerd. N.B. Overmatige vonkvorming bij de collector gedurende de bovenstaande test, wijst op een defect anker. Wanneer men een dynamo monteert die geen inspectievensters in het huis heeft moeten de borstels eerst vrij gehouden worden door ze gedeeltelijk uit de houders te trekken en ze met de borstelveren tegen de-zijkant van de houders te drukken. De borstels kunnen nu vrij gemaakt worden met een kleine schroevendraaier of ander passend gereedschap, wanneer het achterste lagerdeksel ongeveer een halve centimeter van het huis verwijderd is. Voordat men het achterste lagerdeksel monteert moet men controleren of de borstelveren goed contact maken met de borstels. Indien de dynamo in orde is moet men de verbinding-tussen de aansluitingen verwijderen en de bedrading op de oorspronkelijke manier aansluiten, dit is de grote aansluiting van de dynamo op de aansluiting ‘D’ van de spanningsregelaar en de kleine aansluiting van de dynamo op de aansluiting ‘F’ van de spanningsregelaar.
De stroom en spanningsregelaar De spanningsregelaar bevat twee installaties namelijk de spanningsregelaar en de stroomautomaat. De spanningsregelaar regelt het vermogen van de dynamo in overeenstemming met de ladingstoestand van de accu en de ingeschakelde stroom verbruikers. Wanneer de accu ontladen is geeft de dynamo een hoog vermogen zodat de accu weer snel opgeladen wordt. Indien de accu geheel geladen is wordt deze slechts zoveel bijgeladen als nodig is om de accu in goede staat te houden zonder de accu te overladen waardoor de platen beschadigd zouden worden. De spanningsregelaar zorgt er ook voor dat na het starten van de motor de accu weer snel opgeladen wordt. Na ongeveer 30 minuten is de gestabiliseerde laadstroomspanning bereikt. De automaat is een schakelaar die de verbinding tussen accu en dynamo verbreekt en weer hersteld. Dit is noodzakelijk omdat anders de accu via de dynamo zou ontladen wanneer de motor stilstaat of met lage toerental draait. 1. Stelschroef voor spanningsregelaar;
2. stelschroef voor automaat; 3. vast contactpunt; 4. stuitarm; 5. ankertong en beweegbaar contact; 6. bevestigingsschroef van het vaste contact; 7. stelschroef van vast contactpunt; 8. serie winding.
Regelaar 1 - Spanningsregelaar
Afstellen van de spanningsregelaar De spanningsregelaar is nauwkeurig afgesteld voordat deze de fabriek verlaat om te voldoen aan alle normale omstandigheden. Indien echter de accu niet geladen wordt, of indien het vermogen van de dynamo niet terugloopt wanneer de accu geheel geladen is, kan het aanbevelenswaardig zijn de afstelling te controleren en zonodig opnieuw uit te voeren. Het is van het grootste belang, voordat de afstelling van de spanningsregelaar veranderd wordt, te controleren of de ontladen accu niet het gevolg is van een slippende ventilator riem. De elektrische afstelling De afstelling van de spanningsregelaar kan gecontroleerd worden zonder het deksel te verwijderen. 1. Maak de kabels ‘A’ en ‘A1’ los van de spanningsregelaar en verbindt deze kabels door. Sluit de negatieve draad van de voltmeter (0 - 20 Volt) aan op de aansluiting ‘D’ van de spanningsregelaar en de andere zijde op de aansluiting ‘E’. 2. Laat het motortoerental langzaam oplopen tot de voltmeter uitslaat en vervolgens stil blijft staan. Dit moet geschieden bij een waarde die ligt tussen de waarden die opgegeven zijn in de kolom ‘Technische Gegevens’ in het werkplaats handboek, en in overeenstemming zijn met de heersende temperatuur. Indien de voltmeter stilstaat bij een waarde buiten deze grenzen, moet de spanningsregelaar bijgesteld worden.
3. Zet de motor af en verwijder het deksel van de spanningsregelaar. Draai de contramoer op de stelschroef voor de spanningsregelaar los en draai de stelschroef rechtsom om de afstelling te verhogen of linksom om de afstelling te verlagen. Draai de stelschroef slechts met kleine beetjes tegelijk en zet vervolgens de contramoer weer vast. Herhaal deze afstelling tot de gewenste aanwijzing verkregen wordt. 4. Deze afstelling moet binnen de 30 seconden verricht zijn daar anders door het warm worden van de shuntspoel een onjuiste aflezing verkregen zou worden. Wanneer de dynamo met een hoog toerental onbelast draait ontstaat een hoge spanning. Daarom moet bij het afstellen het dynamotoerental langzaam opgevoerd worden tot de spanningsregelaar in werking komt, anders verkrijgt men een onjuiste afstelling. Sluit de bedrading weer aan. Mechanische afstelling De mechanische afstellingen van de spanningsregelaar, (zie tekening Regelaar 2), zijn nauwkeurig uitgevoerd voordat de spanningsregelaar de fabriek verlaat. Indien het anker met het bewegende contact niet verwijderd wordt hoeft deze afstelling nooit gewijzigd te worden. Indien echter het anker verwijderd is moet de spanningsregelaar opnieuw worden afgesteld: 1. Draai de contramoer (3) van het vaste contact los en draai de stelschroef terug tot deze geheel vrij is van het bewegende contact. Draai de contramoer (7) voor de stelschroef van de werkspanning los en draai de stelschroef terug tot deze geheel vrij is van de spanveer voor het anker. Draai de twee bevestigings schroeven (2) van het anker los. 1. Spanveer voor het anker; 2. bevestigingsschroef voor anker; 3. stelschroef voor vast contact; 4. anker; 5. 0,015” of 0,533 mm; 6. stelschroef voor werkspanning;
Regelaar 2 - Figuur N15 Spanningsspoel
7. contramoer voor stelschroef.
2. Steek een voelermaat van 0,015 Inch., die breed genoeg is om de kern geheel te bedekken, tussen het anker en het afdekplaatje op de kern; let er op de rand van het afdekplaatje niet te beschadigen. Druk nu het anker rechtstandig naar beneden op de voelermaat en zet de twee bevestigingsschroeven van het anker goed vast. 3. Houdt de voelermaat nog op zijn plaats en draai vervolgens de stelschroef voor het bewegende contact aan tot deze juist het anker raakt. Zet de contramoer vast. Stel de stelschroef voor de werkspanning af als beschreven onder ‘Elektrische Afstelling’. Elektrische afstelling van de automaat Indien de spanningsregelaar op de juiste wijze is afgesteld, maar de accu nog steeds niet wordt bijgeladen, kan het zijn, dat de automaat niet juist afgesteld is.
Om de automaat te controleren verwijdert men het deksel van de spanningsregelaar en sluit men de voltmeter aan tussen de aansluitingen ‘D’ en ‘E’. Start de motor en voer het toerental langzaam op tot de contactpunten van de automaat sluiten. Dit moet tussen de 12,7 en 13,3 volt gebeuren. Indien de contactpunten buiten deze waarden sluiten moeten zij opnieuw worden afgesteld. Ga als volgt te werk: 1. Draai de stelschroef (2) (tek Regelaar 1) voor de automaat rechtsom om het voltage te verhogen of linksom om het voltage te verlagen. Draai de stelschroef slechts met kleine beetjes tegelijk. 2. Controleer na iedere afstelling door het motortoerental op te voeren en op de aanwijzing van de voltmeter te letten. De elektrische afstelling van de automaat moet, net als bij de spanningsregelaar, zo vlug mogelijk worden uitgevoerd om temperatuureffecten uit te schakelen. 3. De openingsspanning (8,5 - 11 volt) kan worden afgesteld door het armpje van het vaste contactpunt voorzichtig te verbuigen. Indien de automaat niet werkt kan er een onderbroken winding zijn in de bedrading van de automaat en de regulateur. In dat geval moet het geheel worden uitgebouwd voor controle of vernieuwing. Mechanische afstelling van de automaat Regelaar 3 - Mechanische afstelling automaat 1. Sluitarm; 2. ankertong en bewegingscontact; 3. bevestigingsschroeven van het anker; 4. vast contactpunt; 5. stelschroef van de automaat; 6. spanveer voor het anker.
Indien het anker van de automaat verwijderd is moet de luchtspleet op de volgende wijze worden afgesteld: 1. Draai de stelschroef 5 (tekening Regelaar 3) en 2 (tekening Regelaar 1) voor de automaat terug tot deze geheel vrij is van de spanveer 6 (tekening Regelaar 3) voor het anker. Draai de twee bevestigingsschroeven 3 (tekening Regelaar 3) van het anker los. 2. Druk het anker rechtstandig op het koperen afdekplaatje en zet de bevestigingsschroeven weer vast. 3. Verbuig het stuitarmpje met een tang die lange dunne bekken heeft tot de opening tussen de stuitarm en de ankertong 0,025 tot 0,030 Inch (tekening Regelaar3) bedraagt wanneer het anker rechtstandig op de kern gerukt wordt. 4. Op gelijke wijze moet het geïsoleerde contactpunt versteld worden zodat het contactpunt tenminste 0,010 inch. doorbuigt wanneer het anker rechtstandig op de kern gedrukt wordt. Wanneer het anker in de vrije stand staat moet de contactpuntopening minimaal 0,018 Inch. bedragen. (Tekening Regelaar 3.) Stel de stelschroef voor de automaat opnieuw af als beschreven onder ‘Elektrische afstelling’.
Schoonmaken van de contactpunten Indien de contactpunten vuil, ruw of ingebrand zijn moet een strookje fijn glaspapier tussen de contactpunten geplaatst worden, waarna men de contactpunten op elkaar drukt en het strookje er tussenuit trekt. Dit moet enige, malen geschieden met de ruwe zijde van het -glaspapier naar ieder contactpunt gekeerd. Verwijder alle stof en maak de contactpunten schoon met spiritus. Gebruik geen schuurpapier voor het schoonmaken van de contactpunten van de automaat.
