La dynamo classique
La dynamo classique
Que ce soit une dynamo classique ou une dynamo à 3e balai c’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, elle est généralement à 2 pôles et 2 balais principaux et tourne en moteur lorsqu’elle est alimentée.
Le principe de base est toujours identique c’est la rotation d’une bobine, portée par 2 roulements ou bagues en bronze graphité sertis dans 2 flasques et appelée induit, celle-ci se meut à l’intérieur d’un champ magnétique provoqué par 2 électro-aimants, (bobines à noyau métallique fixées à l’intérieur de la carcasse de la dynamo) appelés inducteurs ou aussi bobines de champ, ceux-ci sont toujours raccordés en parallèle (shunt) avec l’induit, (une dynamo alimentée tourne lentement en moteur électrique), il est également bon de signaler que les masses polaires gardent toujours une certaine rémanence qui sert à l’amorçage de la dynamo au démarrage, il est très facile de les re-polariser tout en réinstallant leur rémanence originelle, il suffit, lorsque le moteur tourne à 2/3000 tr/min, d’enclencher manuellement les contacts du conjoncteur/disjoncteur.
N.B : à l’inverse de la dynamo, les inducteurs du démarreur sont toujours montés en série pour obtenir un moteur procurant un couple important pour le lancement du moteur thermique, voir démarreur.
L’électricité qui parcourt les inducteurs se nomme le courant d’excitation, et sert à magnétiser plus ou moins les inducteurs, selon le courant d’induction le débit de la dynamo sera +/- élevé et c’est là le rôle du 3e balai et/ou du/des régulateur/s, faire varier le courant d’induction pour moduler le débit de la dynamo suivant la demande des utilisateurs et de l’état de charge de la batterie et bien sûr éviter toutes tensions supérieures à la normale qui auraient un effet dévastateur sur tout le circuit électrique du véhicule,(voir ci-dessous).
2 types existent donc, la dynamo à 3e balai avec ou sans régulateur et la dynamo à 2 balais avec régulation de l’excitation extérieure, placée dans un boîtier contenant le conjoncteur/disjoncteur et les régulateurs d’intensité et de tension, à noter que dans les deux cas, il existe toujours un conjoncteur/disjoncteur.
Il est intéressant de savoir que, si une dynamo produit du courant continu dans son induit elle engendre un courant alternatif qui est « mécaniquement » redressé par l’ensemble collecteur/balais. Elle débitera ainsi du courant discontinu (semi-redressé), tout à fait acceptable comme tel, pour la recharge d’une batterie, à l’instar de l’alternateur qui produit, comme son nom l’indique, du courant alternatif, généralement triphasé, redressé alors par un système électronique (pont de diodes) cette électricité produite dans l’induit est récupérée par les balais, généralement en graphite, frottant sur le collecteur, (l’un des balais est raccordé à la masse et l’autre à la borne D+) il est envoyé vers la batterie via un conjoncteur/disjoncteur (organe électromécanique qui coupe le circuit batterie/dynamo lors de l’arrêt du moteur évitant ainsi la décharge de la batterie et la destruction de la génératrice) et des régulateurs de tension et d’intensité, le bobinage du régulateur de tension est branché en parallèle et est constitué de fin fil, le bobinage du régulateur d’intensité est branché en série et est constitué de gros fil, les noyaux du conjoncteur/disjoncteur et des régulateurs sont composés de fer doux.
Représentation schématique d’un système démarrage/charge par batterie de 6 volts comme monté sur une Jeep Willys de 1944 !
- a : Vers plot central du distributeur, (haute tension).
- b : Vers allumeur, « rupteur (vis platinées) ».
- c : Vers utilisateurs, ex : feux de stationnement.
- d : Vers utilisateurs après contact, ex : essuie-glaces.
- 1 : Batterie (6 volts).
- 2 : Contacteur de démarreur.
- 3 : Démarreur.
- 4 : Régulateur de tension et intensité avec conjoncteur/disjoncteur.
- 5 : Dynamo.
- 6 : ampèremètre.
- 7 : Contacteur d’allumage.
Conjoncteur/disjoncteur et régulation :
Fonctionnement, valable pour tous les types : Lorsque le moteur est démarré et que sa vitesse de rotation augmente, un faible courant est produit, à la borne D+, par l’induit de la dynamo, celui-ci tourne alors à l’intérieur des 2 aimants permanents que sont les masses polaires des inducteurs, ils possèdent en effet une certaine rémanence, c’est la phase d’amorçage du circuit de charge, les contacts des régulateurs étant alors fermés le circuit d’excitation se trouve parcouru par un certain courant il s’ensuit une magnétisation de plus en plus importante des inducteurs et par conséquent une élévation continue et rapide du débit de la dynamo suite à la montée en tension du circuit d’excitation ceci par « effet boule de neige ».
L’enroulement (shunt) « parallèle » fin fil du conjoncteur/disjoncteur est parcouru également par ce courant ce qui produit une magnétisation donc une attraction de plus en plus forte sur le contact mobile jusqu’au moment où la tension sera suffisante pour provoquer une attraction supérieure à la force du ressort antagoniste, il y aura alors fermeture des contacts ce sera la conjonction, +/- 14 Volts (+/- 7 Volts pour les systèmes à 6 Volts), le courant traverse maintenant l’enroulement « série » (gros fil rouge) et voit ainsi la magnétisation du noyau du conjoncteur encore renforcée donc l’attraction de nouveau augmentée maintient fermement les contacts du conjoncteur leur évitant ainsi les vibrations nuisibles, le contact batterie/dynamo est maintenant totalement établi.
Lorsque, par contre, la vitesse diminuera fortement ou si le moteur s’arrête, les contacts du conjoncteur resteront fermés à cause de la rémanence produite dans le noyau de ce dernier mais, la tension de la batterie devenant supérieure à celle de la dynamo le courant dans l’enroulement série du conjoncteur/disjoncteur s’inversera ce qui provoquera une démagnétisation et l’annulation de la force d’attraction des contacts, le ressort séparera alors ceux-ci, ce sera la disjonction le contact batterie/dynamo est coupé.
2 modes d’excitation ont été montés, il s’agit du :
– type A, (excitation POSITIVE) signifie qu’il faut appliquer une tension positive sur la borne Exc de la dynamo car l’autre borne des inducteurs est relié à la masse à l’intérieur de la dynamo.
– type B, (excitation NEGATIVE) signifie qu’il faut appliquer une tension négative sur la borne Exc de la dynamo car l’autre borne des inducteurs est relié à la borne positive (Dyn ou D+) à l’intérieur de la dynamo.
A noter la présence de conjoncteur/disjoncteur/régulateurs à 3, 2 ou même 1 seule bobine (VW Cox), il est également très facile de les identifier lorsque le capot est enlevé, les contacts du conjoncteur/disjoncteur sont ouverts à l’arrêt alors que ceux des régulateurs sont fermés, le régulateur de tension a le bobinage fins fils et le régulateur d’intensité a le bobinage gros fils.
Régulation par régulateurs de tension et d’intensité :
Pour la régulation de tension et d’intensité (sauf la dynamo à 3e balai), le mécanisme est analogue et fonctionne par le système électromécanique du vibreur.
Lorsque la tension devient trop élevée, le magnétisme de la bobine sépare les contacts du régulateur concerné (tension ou/et intensité) normalement maintenus fermés par un ressort, le circuit d’excitation est alors dérivé vers la résistance de contrôle ou carrément coupé, ce qui fait immédiatement chuter le débit de la dynamo jusqu’au ré enclenchement des contacts , puis le cycle continue pour maintenir les valeurs dans des proportions prédéterminées, +/- 14 Volts et 30 Ampères.
Au fur et à mesure de la recharge de la batterie et de sa montée en tension, le débit de la dynamo diminuera progressivement pour se stabiliser à quelques Ampères.
Voir également le fonctionnement des régulateurs à la page « Dynamo à 3e balai« .
Il est évident que les réglages sont délicats et doivent tenir compte de la température de fonctionnement, ils sont d’ordre mécanique, réglage de l’entrefer et de l’écartement des contacts et la variation des valeurs de conjonction, régulation tension et intensité se fera en modifiant la tension des ressorts.
Maintenant pour répondre aux questions souvent posées par les visiteurs, vous pouvez tester les éléments séparés en commençant d’abord par la vérification de la bonne isolation de l’induit (lamelles du collecteur vis-à-vis de son axe), la couleur et l’état des gaines isolantes indique souvent un mauvais état, en ce qui concerne l’absence de coupures et de courts-circuits au niveau des bobinages de l’induit, vous pouvez, à l’aide d’un Ohmmètre mesurer la résistance de chaque lame du collecteur avec sa voisine (il y a toujours un passage) et ainsi en faire le tour, les indication doivent être, à peu de choses près, identiques. N.B : cette vérification est très empirique, le seul véritable contrôle possible et fiable est l’emploi du grognard.
Du côté du flasque ar (porte balais) vous pouvez vérifier l’isolation du porte balai + et la bonne mise à la masse du porte balai -, le bon état des balais, leurs libres déplacements, leurs conducteurs et connections, voir aussi le bon état mécanique des paliers avant et arrière.
Revérifiez également les inducteurs, leur bonne isolation, l’absence de courts-circuits et de coupures est facilement détectable en mesurant avec l’Ohmmètre les bobines inductrices chacune séparément, si tout est ok, on doit trouver les mêmes valeurs, surveillez attentivement les rondelles isolantes internes et externes situées aux passages des connexions.
Mode de raccordement des inducteurs de type B.
Le positif des inducteurs est connecté à l’intérieur de la dynamo à la borne D+, le circuit se fermera à la masse, à l’intérieur du régulateur.
- R : Régulateur.
- D : Dynamo.
- B : Batterie.
- 1 : Conjoncteur/disjoncteur.
b1 : bobinage « série ».
b2 : bobinage « shunt ». - 2 : Régulateur d’intensité.
- 3 : Régulateur de tension.
- R : Ressorts.
- r : Résistance de contrôle.
- D+ : Bornes dynamo/régulateur.
- B+ : Bornes batterie/régulateur.
- Ex : Bornes du circuit d’excitation.
A, Comme Astuce
L’emploi de diodes en lieu et place du conjoncteur/disjoncteur :
Si des constructeurs de matériels électroniques pour l’automobile se sont intéressés à « transistoriser » les régulateurs des dynamos traditionnelles dès le milieu des années 70 et que des re fabrications sont aujourd’hui disponibles il n’est pas toujours possible de trouver la pièce nécessaire à la remise en état d’un circuit de charge.
Le conjoncteur/disjoncteur n’a d’autre fonction que d’empêcher le retour du courant de la batterie vers la dynamo à faible vitesse ou moteur arrêté, nous avons vu ci-dessus les graves conséquences que pouvait entraîner un dysfonctionnement à ce niveau. Le conjoncteur/disjoncteur est également soumis à de fortes contraintes électriques, il doit en effet supporter des intensités de l’ordre de 40 à 50 Ampères surtout en système 6 Volts, par conséquent il sera couramment sujet à ennuis d’autant plus que ces montages ne sont plus de première jeunesse, il est évident que les régulateurs de tension et d’intensité devront rester en place et que le raccordement du bobinage parallèle du régulateur de tension se fera avant la/les diodes, dans le cas contraire, votre batterie se déchargerait à l’arrêt via ce bobinage constamment sous tension avec sa destruction à la clé.
On veillera également à assurer un refroidissement suffisant.
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, 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.
Cliquez ci-desous pour vous familiariser avec les diodes de puissance :
Le montage comme vu sur le schéma ci-dessus emploie trois diodes, (leur nombre variera de 1 à 3 ou 4 suivant la puissance), celles-ci ont l’énorme avantage de laisser passer le courant dans un sens et le bloque 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 une dynamo, le « pont » de diodes sera placé en série entre la borne D+ et l’enroulement série du régulateur d’intensité, leur nombre dépendra de la puissance des diodes employées, il existe des composants de quelques Ampères à plusieurs centaines, je rappelle que 50/60 Ampères de prévision est une bonne base de sécurité pour protéger vos diodes, se souvenir qu’elles sont sensibles à la chaleur, prévoir un système de refroidissement par radiateur aluminium et boîtier ventilé.
Cet « anti retour » pourra être placé en série n’importe où dans le circuit dynamo/batterie et même dans le boîtier du régulateur en lieu et place de l’ex conjoncteur/disjoncteur pourvu que soient respectées les conditions d’un bon refroidissement il est également impératif de souder les connexions pour s’assurer une qualité optimale.
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