Dynamo
Dynamo, jako zdroj stejnosměrného proudu, se v současnosti vyskytuje zřídka. Pro většinu aplikací je zapotřebí proud střídavý. Tam, kde je potřeba získat proud stejnosměrný, používá se alternátor s usmerňovačem.
Přesto se ještě na starších vodních dílech dynama vyskytují a to jak pro napětí 120V tak i současných 220V. Většinou jsou čtyřpólová derivační, vzácněji kompoudní. Do 2kW jsou bez, nad 2kW s pomocnými magnetickými póly. Rotor vinutý smyčkovým vinutím. Používala se nejčastěji pro osvětlovací účely.
Chalupářům na rekreačním objektu, který není v dosahu elektrorozvodné sítě by takové dynamo mohlo posloužit i v dnešní době. Mimo žárovky může napájet i ty spotřebiče, u nichž je místo klasického transformátoru v síťové části použit spínaný zdroj. Mezi takové spotřebiče se řadí úsporné zářivky s paticí na závit, televizory, stolní počítače, některé videorecordery, zdroje a nabíječky videokamer... V těchto případech je však potřeba postupovat individuálně s dobrou znalostí vnitřního zapojení spotřebiče a proto amatérský postup nelze obecně doporučit. Co však doporučit lze, je využití proudu získaného z dynama na žárovkové osvětlení, vytápění, ohřev užitkové vody a provoz absorbčních ledniček.
Starší dynama byla ve většině případů vybavena pouze ručním reostatem. Získané napětí pak bylo nestabilní a velmi závislé na otáčkách. Nerovnoměrý chod (pouhý lepený spoj plochého řemenu) se pak projevoval nepříjemným blikáním žárovek. Tento problém snadno řeší automatický regulátor buzení, který zajistí konstantní výstupní napětí v širokém rozsahu otáček i při rozdílné proudové zátěži.
Následující obrázek ukazuje schema zapojení takového laciného regulátoru, kterým lze doplnit valnou většinu menších osvětlovacích dynam určených pro výrobu proudu o napětí 220V=:
Výkonový tranzistor je umístěn na chladiči! Takto zapojené dynamo se samo nabudí a jeho napětí se do 10 sekund ustálí na velikosti, které odpovídá součtovému napětí regulačního řetězce osazeného obvody MAA550. Po nabuzení je možno připojit libovolný počet spotřebičů až do výše jmenovitého výkonu stroje. Připojení nabuzeného dynama k el. spotřebičům je možno zautomatizovat pomocí relé.
Dynamo se oproti generátoru reguluje mnohem snadněji. Jeho výstupní napětí bývá ve srovnání s ním stálejší, tvrdší a vlastní vnitřní spotřeba menší. Navíc je možno výstupní napětí snadno odrušit pomocí kondenzátoru.
(Vím sice i o jednom úspěšném pokusu, kdy bylo využito buzení statoru střídavým proudem a na komutátoru byl následně získán proud zvlněný, ale ve své podstatě střídavý. Ale obecně to doporučit nelze.)
Dynama se na vodních elektrárnách používají také jak tzv. budiče, které dodávají proud pro zmagnetování pólových nástavců synchronního generátoru. Bývají umístěna přímo na zadním konci hřídele generátoru. Jejich provoz bývá regulován automatickou napěťovou regulací v závislosti na napětí a zatížení vlastního generátoru.
Úskalím každého dynama je komutátor a uhlíky. Při opravách a výměně je potřeba použít na všechny uhlíky stejný materiál. Nejsou vhodné uhlíky měděné barvy (ze svářeček Triodyn a automobilových startérů), které značně jiskří, ale je zapotřebí sehnat uhlíky černé z čistého grafitu. Nové uhlíky je potřeba zabrousit podle zaoblení komutátoru smirkovým papírem. Nebude-li profil k dispozici, je nutno jej vypilovat. Uhlík nesmí současně spojovat víc než dvě lamely, jinak se dynamo zahřívá. Pružiny držáků musí vyvozovat přítlak uhlíků 120 až 180 g/cm2. Uhlíky bývají nastaveny o 3 až 5 mm do stran, jejich dráhy po lamelách se překrývají pouze částečně, opotřebení komutátoru je rovnoměrnější a nevznikají hrany.
Držák uhlíků umožnuje ve většině případů jejich natáčení. Správnou polohu lze zjistit pouze za provozu. Předběžně se uhlíky natočí souběžně se statorovými cívkami a dynamo se uvede do provozu. Potom se dynamo naplno zatíží. Při této zátěži se natočí držák (ve směru otáčení dynama) do polohy při které uhlíky jiskří nejméně. Příčinou jiskření mohou být i vyběhaná ložiska nebo opotřebený komutátor.
Přesoustružení komutátoru a proškrabání drážek je velmi odbornou prací, které vyžaduje pečlivost. Povrch musí být hladký a přesně kruhový. Házivost nesmí přesáhnout několik setin milimetru. Odebírá se jen nezbytně nutná tříska, tak aby se žádná lamela neuvolnila nebo nevylomila. Rotor musí být upnut v pevné lunetě za ložiskový průměr. Naštěstí bývají komutátory starých dynam dostatečně masivní a snesou tuto generální opravu několikrát po sobě. Před plným zatížením nechejte komutátor a uhlíky řádně zaběhnout. Červené jiskry obíhající po obvodu celého komutátoru znamenají počátek mezilamelového zkratu, stroj se musí ihned zastavit a závadu odstranit. Bílomodré jiskry sršící nepravidelně z uhlíků znamenají nedostatečný přítlak, křivý komutátor, špatnou polohu držáků, nečistoty či přetížení stroje. Dynamo se před spuštěním po dlouhé nečinnosti musí celé přesušit (několik hodin při teplotě okolo 80 až 110°C), jinak by vlhkost ve statoru po určité době galvanickými proudy rozleptala tenké vinutí. Ukázku jak lze dynamo zrenovat naleznete ve fotogalerii.
Po vyjmutí rotoru ze stroje se často stává, že sestavené dynamo bez zjevného důvodu nechce dodávat proud. Stejná situace může nastat po dlouhodobé odstávce. Příčinou bývá zánik remanentního magnetismu statoru, který za normálních okolností vybudí dynamo na 5% jmenovitého napětí. V takovém případě je nutné připojit (i bez rotace) budícího vinutí krátkodobě na jiný stejnosměrný zdroj (stačí podstatně menší napětí, než jmenovité) a to ve stejné polaritě, v jaké je vinutí připojeno k vlastním kartáčkům. Po tomto zmagnetování se dynamo v provozu nabudí samo. Pomocné póly se magnetovat nemusí.