De auto-industrie is al lang geleden afgestapt van generatoren. Je zult ze niet meer aantreffen in moderne voertuigen. De overstap naar alternatoren was niet alleen een voorkeur. Het was een noodzaak, gedreven door de toenemende elektrische belasting van auto’s.
Generatoren leveren gelijkstroom. Het stroomt in één richting. Dynamo’s produceren wisselstroom. Dit is hetzelfde type stroom dat in uw stopcontacten wordt gebruikt. Het keert periodiek van richting om.
Nikola Tesla bewees in 1887 dat wisselstroom veel efficiënter is bij het opwekken van hoge spanning. Moderne auto’s hebben die spanning nodig. Maar autobatterijen hebben gelijkstroom nodig. Ze kunnen geen wisselstroom opslaan.
De dynamo moet die kloof dus overbruggen. Het converteert wisselstroom naar gelijkstroom met behulp van diodes. Dit onderdeel fungeert als eenrichtingsklep. Het blokkeert de tegenstroom en zorgt ervoor dat de batterij de constante stroom ontvangt die hij nodig heeft.
Binnenin de driefasige dynamo
De energieopwekking vindt plaats in het dynamohuis. Twee hoofdcomponenten zijn verantwoordelijk. De rotor. De stator.
Wanneer de motor draait, draait deze de alternatorpoelie. De katrol draait de rotor. Deze draaiende magneet passeert drie stationaire draadspoelen. Dit zijn de statorwikkelingen. Ze wikkelen zich rond een vaste ijzeren kern.
Deze opstelling creëert een driefasige stroom. De spoelen zijn gelijkmatig verdeeld. Ze zitten met intervallen van 120 graden rond de schacht.
Terwijl de rotor draait, ontstaat er een wisselend magnetisch veld. Dit veld induceert een wisselstroom in de statorwikkelingen. De stroom loopt door statorleidingen. Van daaruit raakt het een reeks diodes.
Op elke statorleiding zijn twee diodes aangesloten. Ze reguleren de stroom. Ze blokkeren negatieve cycli. Er gaat alleen positieve stroom doorheen. Het resultaat is gelijkstroom die klaar is voor de batterij.
Delta versus Wye-wikkelingen
Niet alle driefasige dynamo’s zijn op dezelfde manier gebouwd. Het ontwerp van de statorwikkeling is van belang.
Er zijn twee basisstijlen. Delta-wond- en Y-stijl.
Delta-wond -stators zijn gemakkelijk te herkennen. Ze vormen een driehoekige vorm. Dit ontwerp zorgt voor een hoge stroomsterkte bij lagere toerentallen. Het is robuust.
Wye-stijl -wikkelingen zien er anders uit. Ze lijken op de fluxcondensator uit Back to the Future. Dit ontwerp is ideaal voor dieselmotoren. Het produceert een hogere spanning dan deltastators bij nog lagere toerentallen.
Beide stijlen zijn efficiënt. Geen van beide is inherent superieur. De keuze hangt af van de elektrische eisen van het voertuig.
De spanning regelen
De ruwe stroom van de dynamo is niet klaar voor gebruik. Te veel spanning beschadigt de batterij. Te weinig spanning zorgt ervoor dat je vastloopt.
Een spanningsregelaar komt tussenbeide. Deze bepaalt wanneer en hoeveel spanning de accu nodig heeft. Het houdt de output binnen veilige grenzen.
De meeste dynamo’s gebruiken een van de twee typen regelaars.
Geaarde regelaars werken door het regelen van de negatieve aarde of de accu-aarde die in de rotorwikkeling terechtkomt. Zij beheren het retourpad van het circuit.
Geaarde veldregelaars werken tegengesteld. Ze regelen de hoeveelheid positieve stroom van de batterij.
Geen van beide typen heeft een duidelijk voordeel. Ze bereiken allebei hetzelfde resultaat. De regelaar zorgt ervoor dat de dynamo consistente, veilige stroom levert aan het elektrische systeem van het voertuig.
De dynamo is een complexe machine. Het zet mechanische energie om in elektrische energie. Het verzorgt het zware werk voor moderne elektronica. Zonder dit sterft de auto. Letterlijk.
