Wat is een dynamo of gelijkstroomgenerator?

Een dynamo of gelijkstroomgenerator is een machine die men gebruikt om mechanische energie (bewegingsenergie) om te zetten in elektrische gelijkstroom. De mechanische energie komt de dynamo binnen via een draaiende as. Hieraan bevind zich een anker. Rondom het anker bevinden zich verschillende windingen die zijn gemaakt van elektrolytisch koper. Door het roteren van het ander zal er door de inductie in de koperen windingen een spanning worden opgewekt of een zogenaamde elektromotorische kracht (EMK). Een elektromotor is in feite het omgekeerde principe van een dynamo. Elektromotoren worden namelijk gebruikt om elektrische energie om te zetten in mechanische energie. Kortom met een elektromotor zet men elektriciteit om in beweging.

Het woord dynamo is afgeleid van het Griekse woord ‘dunamis’ dit woord staat voor macht en lichaamskracht. Vroeger was dyname een synoniem voor een elektrische generator. Na de ontwikkeling van de alternator wordt het woord dynamo vooral gebruikt als benaming voor generatoren die gelijkstroom opwekken met behulp van een commutator. Bij een fiets wordt een wisselstroomgenerator ook tegenwoordig nog een dynamo genoemd.

Waaruit bestaat een dynamo?
Een dynamo bestaat uit een aantal onderdelen. Dynamo’s kunnen echter verschillend zijn vormgegeven. Desondanks zullen dynamo’s wel uit een aantal standaard onderdelen moeten bestaan om het principe van de dynamo goed te kunnen laten functioneren. Een dynamo bestaat in ieder geval uit de volgende onderdelen:

  • De stator. De stator is het stilstaande gedeelte van de dynamo. Dit gedeelte is gemaakt van gietstaal. In de stator wordt het magneetveld gevormd. Kleine varianten van de dynamo bevatten een of meer permanente magneten om een magneetveld te vormen. Grotere exemplaren bevatten een aantal elektromagneten die ook wel veldspoelen worden genoemd. Door de stator wordt een magneetveld opgewekt. Dit magneetveld wordt ook wel het excitatieveld of het bekrachtigingsveld genoemd.
  • De commutator, anker of de rotor zijn benamingen voor het zelfde onderdeel. Dit is het draaiende onderdeel van de dynamo waaraan ankerspoelen zijn bevestigd. Hierin wordt de spanning opgewekt. Het anker bestaat uit een behoorlijk aantal ankerblikken die zijn gemaakt van weekijzer. Dit doet men om ijzerverlies te beperken. De verschillende ankerblikken zijn ten opzichte van elkaar geïsoleerd door een dun laklaagje. Aan de uiteinde zijn de ankerspoelen met elkaar verbinden met de koperen lamellen van de commutator. Onderling zijn de lamellen geïsoleerd door plaatjes micaniet, dit is een mineraal.
  • Een dynamo bevat ook een borstelbrug met de koolborstels. Deze rusten op de commutator. Door de borstelbrug wordt de stroom van het draaiende anker afgenomen.

Wat is een alternator of wisselstroomdynamo?

Een wisselstroomdynamo of alternator is een machine waarmee men mechanische energie kan omzetten in elektrische wisselstroomenergie. De mechanische energie komt binnen via een draaiende as. Dit is bewegingsenergie oftewel mechanische energie. De bewegingsenergie wordt omgezet in elektrische energie. Men kan beweging dus met behulp van een alternator omzetten in elektriciteit.

Hoe werkt een alternator?
De as, die de mechanische energie overbrengt, is bevestigd aan een rotor. Dit deel draait in een stilstaand gedeelte dat ook wel de stator wordt genoemd. De elektrische geleider aan de rotor beweegt zich door een magnetisch veld waardoor elektrische spanningen worden opgewekt in de geleider. Bij een gesloten kring ontstaat er een stroom die gaat vloeien.

Bij kleine alternatoren wordt het magnetisch veld opgewekt door één of meerdere permanente magneten. Als men gebruik maakt van grotere alternatoren zit er een elektromagneet in de rotor. De stator bevat één of meerder spoelen waarin de gewenste  sinusvormige wisselspanning wordt opgewekt door de rotor.

Waar worden alternatoren toegepast?
Alternatoren worden in verschillende technische installaties toegepast. Hieronder zijn drie bekende voorbeelden genoemd:

  • In elektriciteitscentrales zoals kolencentrales maar ook kerncentrales wekt men elektriciteit op en daarvoor worden alternatoren gebruikt.
  • Veel moderne auto’s bevatten een alternator in plaats van een dynamo. Voor 1960 maakte men in de autotechniek gebruik van dynamo’s. Tegenwoordig maakt men gebruik van een 3 fasen alternator. De opgewekte wisselspanning wordt gelijkgericht met diodebruggen. De aandrijving van de alternator wordt gedaan door de motor van de auto met behulp van een V-snaar of multiriem. Via een spanningsregelaar laadt de alternator de accu van de auto op.
  • Veel aggregaten bevatten een verbrandingsmotor. Met deze verbrandingsmotor wordt de generator aangedreven. De verbrandingsmotor levert energie die doormiddel van de alternator omgezet wordt in elektrische energie. Aggregaten worden daarom vaak gebruikt voor elektrische energievoorziening als er geen netstroom aanwezig is of als er een storing is in het lichtnet.