Pixii's dynamo met commutator

Pacinotti-dynamo

Kleine Gramme-dynamo

Pixii's dynamo

Gebaseerd op Michael Faraday's principe van elektromagnetisme werd in 1832 de eerste dynamo gebouwd door Hippolyte Pixii, een Franse instrumentmaker. Pixii gebruikte een hoefijzermagneet, die met een kruk handmatig werd rondgedraaid. De draaiende permanente magneet was zo geplaatst dat de noord- en de zuidpool afwisselend langs een ijzeren kern bewogen die was omwikkeld met draad. Pixii vond uit dat de draaiende magneet stroompulsen in de spoelen opwekte elke keer dat een pool de spoel passeerde. De noord- en de zuidpool van de magneet induceerden stromen in tegengestelde richting, zodat een wisselstroom ontstond. Door een commutator toe te voegen wist Pixii de wisselstroom om te zetten in een gelijkstroom.

Jedliks dynamo

In 1827 begon de Hongaar Ányos Jedlik te experimenteren met draaiende elektromagnetisch apparaten, die hij elektromagnetische zelfrotors noemde. In zijn prototype van de eenpolige elektrische starter waren zowel het vaste als het draaiende gedeelte elektromagnetisch. In essentie kwam dit erop neer twee tegenover elkaar geplaatste elektromagneten te gebruiken in plaats van permanente magneten. Omdat elektromagneten veel sterkere magneetvelden kunnen leveren, kon de dynamo van Jedlik hogere spanningen opwekken en dus grotere vermogens leveren.

In 1859 ontdekte hij het principe van de elektrodynamische zelfbekrachtiging bij dynamo's. In zijn journalen beschreef hij, dat de kleine hoeveelheid remanent magnetisme dat achterblijft in een elektromagneet, voldoende sterk bleek te zijn om zijn dynamo te starten. In 1861 bouwde hij de "eenpolige dynamo", die van deze zelfbekrachtiging gebruikmaakte. Hierdoor formuleerde hij het concept van de moderne dynamo, zeker zes jaar voordat Werner von Siemens en Charles Wheatstone dat zouden doen.

Dubbel T-anker

Een andere belangrijke stap voorwaarts was de invoering van het dubbel T-anker van Werner von Siemens rond het jaar 1857. Dit anker bestaat uit een cilindervormige ijzerkern met twee groeven waarin de ankerwikkeling is aangebracht. Door de kleine luchtspleet tussen het anker en de magneet is de magnetische flux vrij groot, zodat Siemens' dynamo veel meer stroom kon leveren.

In 1867 (her)ontdekte Siemens het principe van zelfopwekking, waardoor hij nog sterkere dynamo's voor zijn telegrafiesystemen kon bouwen.

Gramme ringdynamo

Beide van de hierboven genoemde ontwerpen hadden eenzelfde probleem: ze induceerden "piek"-vormige stromen. Antonio Pacinotti, een Italiaanse wetenschapper, loste dit op door de draaiende tweepolige rotor te vervangen door een meerpolige rotor die rond een ijzeren ring was gewikkeld. Dit zorgde ervoor dat er altijd een gedeelte van de rotorspoel in het magnetische veld bevond en de dynamo daardoor een gelijkmatigere stroom leverde.

Zénobe Gramme herontwikkelde en verbeterde dit concept een paar jaar later toen hij in 1869 de eerste commerciële dynamo maakte. Dit ontwerp, dat nu bekend is als de Gramme-dynamo, was een continue-stroom dynamo, die in staat was veel hogere spanningen te genereren dan de toen bekende dynamo's. Later ontdekte hij dat het apparaat omkeerbaar was en ook als gelijkstroommotor kon functioneren.

Verdere verbeteringen werden doorgevoerd op de ring van Gramme, maar het concept van de dynamo bleef gelijk: namelijk een ronddraaiende, gewikkelde rotor met commutator in een elektromagnetisch bekrachtigingsveld.

Dit was het alweer