Ik heb een verhaal gehoord dat een zwakke voertuigaccu een alternator kan vernielen of ervoor kan zorgen dat een alternator het vroegtijdig begeeft.
Is dit waar, of is het grotendeels fictie?
Uw vraag is moeilijk te beantwoorden als u de werking van een dynamo niet kent.
De basis. Als u een magnetisch veld in de buurt van een draadspoel beweegt, worden de elektronen in de draad opgewonden en wordt er elektriciteit gemaakt. De hoeveelheid geproduceerde elektriciteit hangt af van de grootte van het magnetische veld en de snelheid ervan. Hoe groter het veld en hoe sneller het beweegt, hoe meer elektriciteit er wordt gemaakt. Ook als je een spoel van draad hebt en je laat er een stroom doorheen lopen, zal dat een magnetisch veld creëren.
Een alternator heeft 4 basiscomponenten; rotor, stator, spanningsregelaar en bruggelijkrichter.
Het hele systeem is ontworpen om twee dingen te doen. Ten eerste: de accu bijvullen nadat de motor is gestart. Ten tweede, stroom leveren aan de rest van de auto. De manier waarop het geheel samenwerkt is dat de spanningsregelaar de spanning van het systeem voelt en de rotorstroom dienovereenkomstig aanpast. Wanneer bijvoorbeeld de koplampen worden aangezet, vormt dit een grotere belasting en verlaagt het systeemvoltage. De spanningsregelaar registreert dit en past de rotorstroom hierop aan. Dan passeert u iemand op de snelweg en trapt u het gaspedaal in. Dit versnelt de motor en het systeemvoltage zal stijgen. De spanningsregelaar verlaagt de rotorstroom om het systeemvoltage omlaag te brengen. Dit kat-en-muisspel gaat voortdurend door in het laadsysteem.
Wanneer een alternator voor een bepaalde huidige output wordt geschat, laat zeggen 100 amps, is die classificatie bij 2000 t/min. De dynamo kan 100A bij 2000 t/min comfortabel maken. Het is ontworpen op die manier omdat de typische cruise rond de 2000 RPM is. Bij stationair toerental, draait de rotor langzamer en de alternator is niet in staat om zijn volledige nominale stroom te maken. Bij stationair draaien, is wanneer een laadsysteem in de problemen kan komen.
Een accu is een varken. Een batterij zal alle stroom nemen die hij wil en niet minder. De stroom die hij wil, is evenredig met zijn ladingstoestand. Een ontladen of zwakke accu heeft een grote honger naar stroom.
Om het allemaal samen te voegen: als een auto een zwakke accu heeft, zal die accu veel stroom willen. De stroomvraag van de accu verlaagt de systeemspanning, zodat de spanningsregelaar compenseert door meer stroom door de rotor te sturen. Bij stationair toerental is de dynamo niet in staat de benodigde stroom te leveren. Hierdoor daalt de systeemspanning nog meer en stuurt de spanningsregelaar de maximale stroom door de rotor.
In deze toestand van maximale belasting bij minimaal toerental vindt de slijtage plaats. Bij het minimum toerental is er een minimale hoeveelheid koeling beschikbaar van de ingebouwde ventilator. Bij maximale belasting zal de spanningsregelaar de maximale hoeveelheid stroom door de rotor en door de borstels en sleepringen jagen. De borstels en sleepringen worden heet en zonder extra koeling door de ventilator zullen ze sneller slijten.
Als het toerental wordt verhoogd tot boven de 2000 wordt de situatie beter omdat er meer koeling beschikbaar is en de stroom door de rotor afneemt. Dit zal helaas het slijtagepunt verplaatsen van de borstels naar de bruggelijkrichter omdat deze nu de maximale stroom moet gelijkrichten. Dit heeft echter de voorkeur, omdat de bruggelijkrichter een solid state component is en veel minder aan slijtage onderhevig is.
Absoluut ja. Ik verkoop de hele dag dynamo’s, elke dag - en een slechte accu is vaak de oorzaak van defecte dynamo’s.
Een accu met een kortsluiting zorgt ervoor dat de dynamo gedurende langere tijd op volle toeren draait, zo niet continu - en daar zijn ze niet voor gebouwd. Dynamo’s over de hele wereld zijn gebouwd om een initiële hoge stroom te leveren, taps toelopend naarmate de stroom gebruikt om het voertuig te starten wordt aangevuld. Als ze constant op volle kracht draaien, raken ze oververhit en falen de gelijkrichters. *Als uw batterij ‘Open Circuit’ is, zal de alternator ofwel helemaal niet beginnen te laden, ofwel onregelmatig van laag naar hoog voltage schakelen. Dit veroorzaakt een voortijdige (of onmiddellijke!) uitval van de regelaar
Een accu die simpelweg geen lading accepteert, zal niet noodzakelijkerwijs leiden tot een voortijdige uitval van de dynamo, tenzij deze permanent een lage spanning heeft; zie in dat geval het gedeelte ‘kortgesloten’ hierboven.
Hopelijk helpt dat?
*EDIT: Sommige grotere commerciële en scheepsdynamo’s zijn ontworpen om constant op vol vermogen te draaien, maar ik heb niet het gevoel dat je het daar over hebt :) In de 16 jaar dat ik onderdelen voor dynamo’s verkoop, heb ik nog nooit gehoord van slijtage van de borstels en slipveren en oververhitting van het vet in de lagers door hoge laadstroom bij stationair toerental. Deze problemen worden veroorzaakt door andere problemen die buiten het bereik van deze vraag vallen.
Een accu met een interne elektrische kortsluiting, meestal is een van de platen losgeraakt en raakt deze de naburige plaat, waardoor de dynamo veel harder moet werken dan normaal. Dit kan de levensduur van de dynamo verkorten. Deze toestand wordt meestal snel ontdekt omdat de accu in dit geval niet goed zal werken.
Wanneer dynamo’s of motoren harder werken, produceren ze meer warmte. De schade aan de alternator in dit scenario wordt veroorzaakt door warmte. De isolatie van de rotorwikkelingen kan beschadigd raken. Het vet in de lagers kan oververhit raken om maar een paar problemen te noemen. De meeste dynamo’s zijn ontworpen om het maximale nominale vermogen slechts gedurende korte perioden te produceren. Het systeem is zo ontworpen dat de dynamo de batterij minder dan vijf minuten oplaadt en daarna terugvalt tot een laadstroom van minder dan 10% van het nominale maximumvermogen.
Om een alternator te laten werken is een functionele batterij nodig. De batterijstroom wordt vereist om de gebiedsrol te activeren die het magnetische veld produceert dat voor de alternator wordt vereist om energie te produceren. De dynamo stuurt 5 amp-uur bij ongeveer 3000 omwentelingen per minuut naar de batterij en het saldo van zijn output gaat naar alle andere systemen in de auto. De belangrijkste functie van een autobatterij is het starten van het voertuig. Eenmaal gestart neemt de alternator het volledig over. Binnenin de alternator bevindt zich een reeks diodes die de wisselstroom omzetten in gelijkgerichte gelijkstroom. Soms falen deze diodes en komt er wisselstroom in de regelaar terecht, waardoor deze wordt vernield. De accu werkt als een condensator met een zeer grote capaciteit. Als er gelijkstroom wordt toegepast, slaat hij energie op. Wanneer AC wordt toegepast op een parallelle condensator handelt het als een kortsluiting die de regelgever verder vernietigt en de alternatorrol het winden kookt. Het heeft ook het effect van potentieel ernstig vernietigend de batterij eveneens indien verlaten ongerepareerd.