Technique : La dynamo

La dynamo est un appareil électrique qui, en absorbant de l'énergie mécanique, produit un courant pulsatoire que l'on peut considérer, en pratique, comme continu et dont la tension dépend de la vitesse de rotation. L'installation électrique des véhicules automobiles fonctionnant sur une tension de 6, 12 ou 24 volts, la tension de la dynamo devra être maintenue constante au moyen d'un régulateur.

Le principe de fonctionnement de la dynamo est basé sur la production de courant par une bobine tournant dans le champ magnétique uniforme d'un aimant. Si l'on veut représenter graphiquement le phénomène, on branche un oscilloscope électronique entre les bornes de la bobine.

Si celle-ci tourne au moins à 50 tr/s, on observe, sur l'écran de l'appareil, une courbe (sinusoïde) traduisant la variation de la tension en fonction du temps. Le courant fourni étant alternatif, il devra donc être redressé pour être utilisé. Cette opération est réalisée automatiquement par les balais, ou charbons, frottant sur le collecteur.

Si on inverse à chaque demi-tour, la liaison entre les bagues et les balais, un balai recevra constamment une demi-onde positive tandis que l'autre recevra toujours une demi- onde négative.

Les diagrammes illustrent la façon dont varie la tension produite par la rotation d'un conducteur dans le champ magnétique créé par un aimant en forme de fer à cheval. Les deux premiers diagrammes concernent un rotor constitué par un ou deux conducteurs. Le courant produit est alternatif. la tension étant positive pendant un demi-tour et négative l'autre La batterie fonctionnant en courant continu, il sera nécessaire de redresser le courant c est à-dire renverser la semi-onde négative A cet effet on inverse à chaque demi-tour la connexion des contacts frottants La bague continue du collecteur est remplacée par deux demi-bagues isolées entre elles et reliées chacune à un conducteur La tension ainsi obtenue sera toujours positive mais ne pourra pas être considérée comme continue. En augmentant le nombre des conducteurs (donc celui des contacts isolés) on obtient une tension pratiquement continue.

Cette condition est réalisée en remplaçant les deux bagues par un élément unique (collecteur) composé de deux moitiés isolées l'une de l'autre. Les balais sont disposés de façon diamétralement opposée.

En augmentant le nombre des conducteurs tournants, chacun relié à une lamelle du collecteur, on obtient à la sortie des balais, un courant pratiquement continu.

Une dynamo se compose :

- d'un circuit d'induction fixe, comportant les inducteurs (bobinages fixes créant le champ magnétique nécessaire à la production de courant induit et jouant le rôle d'un aimant), les masses polaires (réalisées en fer doux à perméabilité magnétique élevée), elles donnent le flux d'induction et la carcasse (qui forme le circuit magnétique extérieur )

- d'un circuit induit (tournant) comportant l'induit, ou rotor (bobinage tournant dans le champ magnétique créé par l'inducteur et siège de courant induit). et le collecteur (solidaire de l'induit). constitué par une série de lamelles en nombre égal à celui des spires de l'induit :

- de balais (fixes). en graphite, chargés de recueillir le courant sur le collecteur

- d'une poulie, assurant l'entraînement de l'induit (elle est parfois munie d'un système de ventilation)

- de connections, permettant le branchement à partir des balais. L'induit est constitué d'un noyau de fer doux divisé en plusieurs lames minces isolées entre elles pour atténuer les courants parasites qui se manifestent toujours dans les masses métalliques en mouvement dans un champ magnétique. Sur ce noyau est enroulé le bobinage en fil de cuivre.

L'induit est monté sur un arbre qui repose sur deux roulements logés dans la carcasse. L'espace entre induit et inducteur est appelé entrefer : sa valeur doit rester très faible (0.25 à 0.35 mm).

Le collecteur est disposé à une extrémité de l'arbre d'induit. Ses lamelles en cuivre sont isolées les unes des autres par des plaquettes de mica de 0.6 à 0.8 mm d'épaisseur.

L'épaisseur radiale des parties en cuivre et en mica doit être calculée de façon à compenser l'usure du premier, supérieure à celle du second normalement l'épaisseur du mica est inférieure de 0.4 à 0,5 mm à celle du cuivre. L'entraînement de la dynamo est réalisé par courroie.

Pour simplifier la commande, la dynamo est placée parallèlement à l'arbre à cames. Un système de réglage de la tension de la poulie est prévu soit par une poulie spéciale soit par basculement de la carcasse. La position de la dynamo tout près du moteur oblige parfois à prévoir un refroidissement. Dans ce but le courant d'air produit par la poulie munie d'ailettes peut être dirigé vers l'induit ou la partie extérieure de la dynamo.

Cette solution, moins efficace que la première, reste cependant la seule acceptable lorsque le moteur est destiné à traverser des zones poussiéreuses. L'entretien de la dynamo consiste en quelques opérations très simples :

- vérification du témoin de charge ou de l'ampèremètre (le témoin ne doit pas être allumé et l'aiguille de l'ampèremètre doit être dans la zone positive lorsque le moteur est à 600 -700 tr/mn )

- vérification de la tension de la courroie tous les 6 000-8 000 km

- Nettoyage du collecteur avec un chiffon et vérification de l'état d'usure des balais tous les 10 000 - 15 000 km.

Enfin, le graissage des paliers doit être soigné pour éviter que leur usure entraîne le frottement de l'induit sur les inducteurs, ce qui endommagerait irrémédiablement la dynamo. Il faut aussi vérifier l'usure des lamelles du collecteur, qui pourrait provoquer son ovalisation et la production d'étincelles due au sautillement des balais.