Dynamo

Ahojky dneska si povíme o generátoru stejnosměrného proudu o tzv. dynamu, budeme se primárně bavit o dynamu derivačním což bylo nejpoužívanější dynamo vůbec potom byly samozřejmě další typy zapojení dynam například: sériové, kompaudní, protikompaudní a cize buzené, budeme se bavit nejdříve o derivačním a potom o kompaudním a protikompaudním dynamu.

Nejdříve si řekneme pojmy:

Stator: statická část, která se netočí, ale vytváří magnetický tok jsou to tzv. hlavní póly

Kompenzační vinutí: potlačuje vliv reakce kotvy, je spojeno sériově s kotvou 

Rotor: tzv. kotva je točivá část stroje, která kromě vinutí má ještě komutátor

Komutátor: taktéž rotační měnič nebo kolektor (osobně pojem kolektor u dynama nepoužívám z důvodu, že většinou se kolektorem myslí přechod emitor-kolektor u bipolárního tranzistoru), zajišťuje abychom neměli na výstupu střídavé napětí, skládá se z lamel na které dosedají uhlíky (sběrače, kartáče)

Lamely: měděná úzká ploška, přes kterou se uzavírá obvod kotvy

Uhlíky:  je to slisovaný zapečený prášek z uhlíku s příměsí mědi (kvůli lepší vodivosti) ve tvaru kvádru dává se do tzv. držáku

Držáky: Je konstrukce, která nese uhlíky, na začátku mají otvor na nasazení na izolant a na konci je otvor kam se uhlíky vkládají a tlačí na ně plíšek nebo pružinka, aby dosedali na lamely.

Buzení: Aby mohlo dynamo vytvářet elektrický proud je potřeba vytvořit magnetické pole, pokud prochází vinutím statoru proud vytvoří se magnetické pole a při roztočení rotoru se začne v závitech indukovat proud.

Dynamo bylo kdysi nejčastějším lokálním generátorem, vyrábělo stejnosměrný proud a  byly různá napětí nejčastěji 110V, 120V, 220V a 230V. Na štítku bylo většinou napsán výkon (buď v kW nebo v HP [1HP = 745W !Pozor jedná se o metrickou koňskou sílu podle SI soustavy!] ) potom napětí, proud a otáčky. Budící proud statoru byl většinou 1A a teď to nejzajímavější proč se mu říkalo derivační dynamo? Derivační se mu nazývalo z důvodu, že se dokázalo samo nabudit, vychází se z vlastností hysterezní křivky a feromagnetických materiálu, pokud se materiál zmagnetuje obsahuje potom tzv. zbytkový magnetizmus taktéž remanentní magnetizmus (Br), tento magnetizmus vytváří slabý magnetický tok (jednotka Weber) pokud se roztočí rotor začnou siločáry indukovat v závitech rotoru proud, který zpětně přibudí stator díky tomu se zvýší magnetický tok a tím se zvýší indukce znova se stator přibudí zase se zvýší magnetický tok atd... dokolečka dokud se dynamo nenabudilo, dynamo se dokázalo takto nabudit jelikož budící vinutí statoru je připojeno paralelně k rotoru (tzv. zapojení v derivaci) a právě toto je typickou vlastností derivačního dynama

může se stát že pokud dynamo se dlouho netočí tak jeho remanentní magnetizmus zanikne a je potřeba ho tzv. "nakopnout" stačí na chvíli připojit k dynamu na svorky zdroj stejnosměrného napětí tím se vytvoří magnetický tok a potom stačí zdroj odpojit, roztočit a dynamo začne vyrábět elektřinu! Dynamo tak může být 2, 4 nebo 6ti pólové podle toho na jaký je výkon a otáčky, pokud je dynamo 4 pólové má většinou 4 sběrače, které jsou na otočných "brýlích" to je část dynama, která má ramena a na jejich koncích jsou právě sběrače, brýlemi se nastavuje tzv. magnetická neutrála, u 4 pólových strojů se musí brýlemi otočit o 45° od osy hlavního pólu u 2 pólových o 90° tím se zamezí, aby se proud dělil a způsoboval větší jiskření, opalování komutátoru a aby se víc opotřebovávali uhlíky a docházelo by k nesprávné komutaci jednoduše řečeno, když se otočí kartáčemi do magnetické neutrály tak je jiskření minimální je to dáno I. Kirchoffovým zákonem o proudu, v magnetické neutrále má proud z obou cívek stejný směr to je i důvod, proč může být vinutí rotoru uzavřeno a nedojde k vyzkratování.  Sběrače se ještě propojují kvůli rozložení proudu u 4 sběračů se propojují vždy první proti třetímu respektive přesně naproti sběrači o 180°.

U prvního obrázků je napsáno ještě kompenzační vinutí, pokud mezi hlavními póly je ještě kompezační vinutí jedná se o dynamo kompaudní, které slučuje výhody sériového a derivačního dynama a jedná se i o velmi tvrdý zdroj napětí to se hlavně využívá na synchronní generátory na buzení rotoru, většinou měli 45 a 60V občas i víc a jak funguje? Jelikož má opět zapojené derivační vinutí paralelně k rotoru tak se dokáže nabudit, jenže při odebírání proudu se v rotoru vytváří magnetické pole, které působí proti magnetickému poli statoru tím dochází k deformaci magnetického pole a posouvá se i magnetická neutrála a projevuje se to jako pokles napětí (reakce kotvy) u kompaudního dynama je ještě kompenzační vinutí, které je sériově spojeno s rotorem a tím pádem prochází vinutím stejný proud jako rotorem a díky tomu se vytváří stejná intenzita magnetického pole, která ale působí proti poli rotoru a tím se potlačuje reakce kotvy, magnetická neutrála se neposouvá a na výstupu je téměř stabilní napětí což je velmi výhodné právě na napájení generátoru kde malá změna napětí způsobí velkou diferenci na výstupu generátoru. 

Potom jsou protikompaudní dynama kde je magnetické pole souhlasné s polem rotoru a tím dojde při zátěži k poklesu napětí jelikož působí proti magnetickému poli statoru a chová se jako tvrdý zdroj proudu, což se využívalo u svářeček tzv. triodýny.  

Vinutí rotoru je zapojené jako cívky s odbočkou, takže jsou zapojeny sériově za sebou, ale tam kde končí vývod cívky začíná nová cívka což je na komutátoru, proto při bližším pohledu na lamelu jsou připojeny 2 vodiče, proto můžou být i 2 sběrače na 4 póly a dynamo bude fungovat.