La dynamo à 3ème balai

La dynamo à 3 balais

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 plus rare à l’heure actuelle, certains collectionneurs et amateurs d’anciennes peuvent encore se retrouver confrontés à ce type de machines.

A) La dynamo à 3 balais

Dans une grande majorité de dynamos, d’avant guerre 40/45, la quantité de courant produit est réglée par un dispositif appelé 3e balai ou balai de réglage.
Le débit de cette génératrice peut être réglé très facilement en déplaçant le balai de réglage par rapport aux balais principaux (vis « B » sur le schéma). Le circuit d’induction (excitation), pour une dynamo à 3e balai n’est pas branché entre les 2 balais principaux comme sur une machine classique mais entre un balai généralement plus mince appelé le 3e balai et la masse souvent via un fusible.

Ce dispositif permet d’obtenir un courant de charge qui diminue lorsque le nombre de tours augmente. A un nombre de tours élevé, la valeur du courant induit (qui était passée par un maximum) diminue. Un des balais principaux de la dynamo est relié à la masse, l’autre balai principal est raccordé au positif de la batterie via un conjoncteur/disjoncteur pour les mêmes raisons que la dynamo classique, vous trouverez toutes explications relatives à ce sujet à la page : « 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.

Réglage de la dynamo :

Il s’effectue par déplacement du balai d’excitation, par rapport au balai principal.

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).

B) La dynamo à 3 balais 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).

C) La dynamo à 3 balai 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 :

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