LA DYNAMO, principes généraux.
But et fonctionnement, considérations générales.
La dynamo est une machine à courant continu (semi redressé) qui fournit le courant nécessaire à l'allumage (allumage par batterie), à l'éclairage, au démarrage, etc..., par l'intermédiaire d'une batterie qu'elle recharge dès la mise en marche du moteur, classique ou à 3e balai elle est généralement à 2 pôles et 2 balais principaux et tourne en moteur lorsqu'elle est alimentée. La dynamo maintient la batterie toujours chargée de telle façon que l'on dispose du courant nécessaire pour remettre le moteur en marche ou pour éclairer le véhicule à l'arrêt.
Elle fonctionne sur le principe suivant :
Lorsqu'un conducteur se déplace dans un champ magnétique, une différence de potentiel prend naissance aux extrémités de ce conducteur. La polarité dépend du sens du déplacement du conducteur et de la direction du flux. La valeur du voltage d'une dynamo dépend de la force du champ magnétique, de la vitesse de rotation et du nombre des conducteurs rotoriques (enroulés sur l'induit). Si donc une génératrice d'automobile est établie pour fournir une quantité suffisante d'électricité à un petit nombre de tours, elle produira plus d'électricité que nécessaire aux allures vives, les moteurs automobiles variant leur vitesse constamment il faut donc prévoir un dispositif permettant de débiter sans survoltage une puissance sensiblement constante.
Cette petite remise en mémoire est valable pour tous les types de machines comme nous pourrons nous en apercevoir tout au long de cet exposé.
Dès la naissance de l'automobile et ce jusque dans les années 40, cette tâche fût souvent confiée à une dynamo à 3 balais, c'est le sujet de cet article et bien que ce type de dynamo soit devenu excessivement rare à l'heure actuelle, certains collectionneurs et amateurs d'anciennes peuvent encore se retrouver confrontés à ce type de machines.
Il est bon de noter que toutes les dynamos doivent être munies d'un conjoncteur/disjonteur, le moteur arrêté, le circuit doit impérativement être coupé sous peine de destruction totale, la batterie se déchargeant dans la dynamo et celle-ci ne pouvant tourner à cause de la courroie qui la relie au moteur !
LA DYNAMO A TROISIEME BALAI, SCHEMA !
- Masse du boîtier défectueuse, il est bon de rappeler l'intérêt d'installer une liaison dynamo > C/D !
- Coupure dans le circuit shunt !
- Contacts brûlés ou cassés !
- Câbles de liaison détachés ou rompus !
B) La dynamo à 3ebalai et régulateur de tension.
C) La dynamo à 3ebalai et régulateur de tension et d'intensité.
D) L'emploi de diodes en lieu et place du conjoncteur/disjoncteur de la dynamo à 3ebalai.
| Circuit de charge de véhicules CITROEN des années 30. | |
| Sur la 8 & 10 CV, Dynamo 3 balais& conjoncteur/disjoncteur. | Ci-dessus, le régulateur des modèles 15 CV ! |
| Sur le modèle de gauche on remarquera en A le conjoncteur/disjoncteur et en B la vis de réglage du 3e balai, elle permet d'adapter le débit à 12 Ampères maximum, à chaud et phares éteints ! | |
"Dynamo/régulateurs !".
REMARQUE : Dans le cas d'une dynamo à 3e balai, afin de pouvoir vérifier si la génératrice charge la batterie, on dispose généralement en série avec ces appareils d'un ampèremètre placé au tableau de bord, il est bon d'effectuer les vérifications et réglages éventuels avec un ampèremètre de qualité branché directement entre la dynamo et la batterie (voir utilisation de l'ampèremètre page : "Dynamo/régulateur, pannes et contrôles !").
Cette dynamo ne peut être employée qu'en parallèle avec une batterie, (jamais seule), si la dynamo n'est plus en parallèle avec la batterie, le circuit dynamo-batterie ne se fermera pas à cause d'une interruption, il s'agira généralement, soit d'une mauvaise mise à la masse de la batterie (oxydation), soit d'une borne de la batterie présentant une forte résistance de contact avec le soulier de câble (borne sale, fortement oxydée), voir même au balai de masse, de la dynamo ou rupture d'un câble.
Il arrive, dans ce cas, que les lampes éclairent peu à faible allure mais brillent fortement dès que l'allure normale est atteinte. Elles sont alors survoltées et le filament brûle.
Bien des automobilistes affirmeront alors qu'il s'agit d'un court-circuit alors qu'il n'en est rien.
Il apparaît donc qu'il est fortement déconseillé de rouler sans batterie avec ce type de dynamo, (cas d'un allumage par magnéto) sauf après avoir enlevé la courroie d'entraînement ou le fusible des inducteurs !
Particularité de la dynamo 3 balais de la Citroën 5HP !
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Cette dynamo est un peu particulière,
montée en bout de vilebrequin elle est à 3 balais mais a la particularité d'avoir les bornes D+ et Ex pontées (shunt, photo du centre), il n'y a pas de fusible de protection des inducteurs, il n'est pas possible de déplacer le 3e balai, en cas d'obligation de rouler sans batterie, il est impératif de raccorder la connexion cuivre à
la masse pour éviter les dégâts dus aux surtensions ! A gauche une excellente restauration du flasque porte balais, exactement comme sur le schéma de droite ! A droite le schéma de principe du raccordement balais - inducteurs sur lequel sous pouvons remarquer le 3e balai et les deux principaaux décalés de 90° ! |
| Risques de dégâts en cas de déconnexion dynamo/batterie !!
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Il ne faut jamais remplacer un fusible d'excitation fondu sans avoir au préalable déterminé la cause de son échauffement. Le fusible
doit être calibré pour +/-6 ampères pour des véhicules de tourisme (on montera à 10 ampères grand maximum).
En cas de panne, voir d'abord le fusible. |
N. B. On a déjà vu des dynamos à trois balais dont le troisième se trouve près du balai de masse.
Pour procéder à la mise au point, bien qu'elle soit parfaitement possible sur le véhicule, il est fort utile d'utiliser un banc d'essai. On relève le nombre de tours, l'ampérage et le voltage suivant les spécifications du constructeur si on les possède encore bien entendu, il suffit alors de comparer les chiffres.
Toutes les lectures seront faites, le régulateur et la dynamo étant chauds. La dynamo doit être raccordée à une batterie. Augmenter la tension du ressort du régulateur, c'est augmenter le voltage.
Quelques soient les types de dynamos et de régulations, on estime généralement que l'intensité maximale sera calculée, suivant la formule P = E x I, P étant la puissance exprimée en Watts, voir celle-ci sur la plaquette d'identification de la dynamo, E ou U, la tension en Volts et I, l'intensité en Ampères, donc I = P/E, dans l'exemple d'une dynamo de 300 Watts l'intensité maximum admise sous une tension nominale de 6 Volts : 300/6 = 50 Ampères.
Pour ce qui est de la tension maximale on admet généralement que une batterie chargée à bloc à une tension de 2,4 Volts par élément on pourra facilement en déduire que pour une batterie de 6 Volts, le réglage maxi sera de 7,2 Volts (2,4 Volts x 3 éléments), pour 12 Volts elle sera de 14,4 Volts (2,4 Volts x 6).
INFLUENCE DU DEGRE DE CHARGE DE LA BATTERIE SUR LES
INDICATIONS DE L'AMPEREMETRE DANS LE CAS BIEN SPECIFIQUE D'UNE DYNAMO A 3 BALAIS.
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Pour que le réglage soit correct, il est indispensable, à cause de la réaction d'induit, qu'il soit exécuté quand la batterie est complètement chargée. Si celle-ci est partiellement déchargée lors du réglage, le débit de la dynamo augmentera dès que la batterie se rechargera complètement et pourra même dépasser la limite permise, dans certains cas où il était impossible de régler le débit près du maximum, il fut constaté que cela provenait du fait que la batterie n'était tout simplement pas complètement chargée, dès qu'une batterie chargée à fond fut installée, le maximum put être atteint. S'il avait été possible de régler le débit au maximum sur une batterie partiellement déchargée, l'induit de la dynamo aurait été probablement brûlé dès que la batterie aurait repris du voltage d'où l'importance d'effectuer ce réglage sur une batterie parfaitement chargée, particularité que l'on ne retrouve que sur ce fameux type de dynamo à 3e balai. |
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B) La dynamo à 3ebalai et régulateur de tension : On sait qu'une dynamo à 3e balai a la fâcheuse tendance de débiter un peu plus de courant sur une batterie bien chargée que sur une batterie peu chargée. Il y a donc danger de surchauffe de la batterie si les consommateurs n'utilisent que peu de courant, surtout à la bonne saison, ce qui détruira la batterie à plus ou moins brève échéance. Le régulateur de tension, diminue le débit de la génératrice lorsque la batterie est complètement chargée, solution idéale.
ENTRETIEN :
Si le véhicule sert tous les jours, les balais doivent être visités régulièrement, pour s'assurer qu'ils ne sont pas encrassés et ne coincent pas dans leurs guides, pour cette visite, retirer le collier de fermeture sur le palier côté collecteur (soulever les ressorts d'appui des balais et faire aller et venir les balais dans leur logement).
NETTOYAGE DES CONTACTS DE REGULATEURS. Une grande partie des troubles de régulateurs disparaissent quand on a nettoyé les contacts ou après avoir modifié légèrement la tension du ressort de rappel de l'armature.
Les contacts se nettoient au moyen d'une lime fine qui n'est pas à employer sur d'autres métaux. Il est également interdit d'employer le papier verré ou d'émeri pour nettoyer les contacts.
INVERSION DU SENS DE ROTATION D'UNE DYNAMO A TROISIEME BALAI :
Quoique ce problème ne se présentera certainement jamais il est bon de savoir qu'il est possible d'inverser le sens de rotation original d'une dynamo 3e balai, il faudra alors effectuer un petit changement dans la position du troisième balai, les porte-balais sont d'ailleurs souvent prévus avec deux rainures symétriques de coulissement du balai. Il y a dès lors possibilité de changer le sens de rotation sans nécessiter un travail d'ajustage. En même temps, il faudra inverser le sens du courant dans les inducteurs.
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C) La dynamo à 3ebalai et régulateur de tension et d'intensité :
Parfois, on maintient le voltage de la dynamo constant grâce à un régulateur de tension qui, grâce à un enroulement série supplémentaire est aussi régulateur d'intensité. On peut alors, en principe, rouler sans batterie et sans brûler les lampes (ce qui est toujours un indice de survoltage).
Noter que ces types de régulateurs sont pratiquement identiques aux système de la classique dynamo à 2 balais. Voici le principe d'un régulateur :
Un vibreur composé de 2 contacts, l'un fixe, l'autre soudé sur une armature commandée par un électro-aimant, est intercalé en série dans le circuit d'excitation de la dynamo. Le principe de ce système est décrit à la page suivante, (Dynamo/régulateur !) il est en effet comparable au système de régulation des dynamos classiques.
REMARQUE I : Comme décrit plus loin il est possible d'augmenter la tension aux bornes en tendant le ressort dont l'action est antagoniste de celle de l'électro-aimant; l'intensité augmentera par la même occasion. Si l'on veut diminuer le débit, il faudra détendre le ou les ressorts (il y en a souvent 2).
REMARQUE II :
S'il est relativement facile pour un amateur de contrôler sans démontage un circuit de charge, du moins déterminer lequel des 2 composants principaux est fautif, soit la dynamo ou le régulateur, (voir page de test en cliquant : ICI)il est intéressant de posséder un ampèremètre et un voltmètre (accessoires peu coûteux).
Quoique les 2 soient réparables, (dans les années 50/60, on trouvait encore en rechange des jeux de contacts pour réviser conjoncteur/disjoncteur et régulateurs), pour le régulateur il est de loin préférable, pour les non professionnels, de le changer mais en ce qui concerne la dynamo, elle est assez facilement réparable. ces réglages nécessitent un minimum de connaissances, ne les effectuez que si vous vous en sentez capable, vous trouverez toutes explications relatives à ce sujet à la page : Retour haut de page !
Quoique les 2 soient réparables, (dans les années 50/60, on trouvait encore en rechange des jeux de contacts pour réviser conjoncteur/disjoncteur et régulateurs), pour le régulateur il est de loin préférable, pour les non professionnels, de le changer mais en ce qui concerne la dynamo, elle est assez facilement réparable. ces réglages nécessitent un minimum de connaissances, ne les effectuez que si vous vous en sentez capable, vous trouverez toutes explications relatives à ce sujet à la page : Retour haut de page !
| L'emploi de diodes en lieu et place du conjoncteur/disjoncteur : |
Le montage comme vu sur le schéma ci-dessus emploie trois diodes, (leur nombre variera de 1 à 3 ou 4 suivant la puissance, renseignez vous auprès d'un électronicien pour connaître les valeurs à employer suivant la puissance de votre dynamo), celles-ci ont l'énorme avantage de laisser passer le courant dans un sens et de le bloquer dans l'autre, c'est d'ailleurs ce qui permet aux alternateurs de se passer de conjoncteur/disjoncteur.
Ce principe peut être appliqué avec avantage sur ce type de dynamo 3 balais, le "pont" de diodes sera placé en série entre la borne D+ et la borne B+, le nombre des diodes dépendra de la puissance employée, il existe des composants de quelques Ampères à plusieurs centaines, je rappelle que 60 Ampères de prévision est une bonne base de sécurité pour protéger vos diodes, se souvenir qu'elles sont sensibles à la chaleur et prévoir également un système de refroidissement par radiateur aluminium et boîtier ventilé, les connexions se feront impérativement par soudures à l'étain.
Cet "anti retour" pourra être placé en série n'importe ou dans le circuit dynamo/batterie et même dans le boîtier de l'ex conjoncteur/disjoncteur pourvu que soient respectées les conditions d'un bon refroidissement et qu'aucun consommateur ne soit raccordé entre la diode et la dynamo borne D+.
Je n'ai malheureusement jamais eu l'occasion d'effectuer le montage pour vérifier son efficacité.
Cliquez ci-contre pour vous familiariser avec les diodes de puissance et autres : |
