Prądnica

Samochody współczesne wyposażone są w prądnice prądu stałego, tzw. bocznikowe oraz coraz szerzej (również w Polsce) w prądnice prą­du zmiennego, tzw. alternatory z odpowiednimi prostownikami prze­twarzającymi prąd zmienny na stały. Zarówno jeden, jak i drugi rodzaj prądnic pracuje z właściwym sobie układem sterowania (regu­latory).Prądnice prądu stałego pracują na zasadzie samowzbudzenia, tzn. uzwojenia elektromagnesów (obwodu wzbudzenia) prądnicy zasilane są kosztem prądu wytwarzanego w jej tworniku. Prądnice takie odznaczają się prostotą konstrukcji i łatwością regulacji napięcia. W prądnicy bocznikowej zmiana obciążenia wywiera niewielki wpływ na napięcie prądnicy (nieznaczny spadek napięcia ze wzrostem obcią­żenia). Co więcej, w razie zwarcia w uzwojeniach prądnica bocznikowa nie podlega poważnym uszkodzeniom.Uzwojenie biegunów prądnicy, wykonane w postaci cewek, połączone jest równolegle do uzwojenia twornika. Cewki mają duże liczby zwojów i wykonane są z cienkiego izolowanego drutu. Dzięki dużej liczbie zwojów prąd o niewielkim natężeniu płynąc przez uzwo­jenie wzbudzenia zapewnia utrzymywanie się dość silnego pola magne­tycznego, indukującego prąd elektryczny w uzwojeniach twornika. Z zewnątrz uzwojenie wzbudzenia owinięte jest taśmą izolacyjną i na­sycone specjalną masą izolacyjną. Gotowe cewki są nasadzane na rdzenie biegunówSamochodowe prądnice prądu stałego różnią się jedna od drugiej konstrukcją poszczególnych podzespołów i części, liczbą biegunów (dwa lub cztery), wymiarami, ciężarem, mocą i wielkością napięcia (6 V, 12 V,24 V). Z reguły prądnice mają prawy kierunek obrotów (zgodny ze wskazówkami zegara).Prądnica prądu zmiennego (jednofazowa) działa według zasady poka­zanej schematycznie na rysunku 4-16b. W odróżnieniu od prądnicy bocznikowej prądnica prądu zmiennego ma zamiast komutatora pierś­cienie stykowe, z których prąd zbierają szczotki. Każdy z tych pierście­ni niezależnie od położenia ramki jest na stałe połączony z obwodem zewnętrznym. Stąd też przy obrocie ramki prąd w obwodzie zmienia się nie tylko co do wielkości (od najwyższej do zera), ale również co do kierunku.W praktyce stosuje się prądnice trójfazowe (zmienny prąd trójfazowy powstaje w trzech niezależnych od siebie sekcjach uzwojenia prądnicy, przesuniętych względem siebie o 120°). Konstrukcję takiej prądnicy pokazano na rysunku 4-18. Należy zaznaczyć, że prądnice tego typu mają zwykle układ odwrócony, tzn. częścią wirującą jest uzwojenie wzbudzenia, a nieruchomy stojak tworzy część prądotwórczą, co umożli­wia łączenie go bezpośrednio z zaciskami instalacji.Alternatory mają wiele zalet w stosunku do prądnic prądu stałego, a mianowicie:są lżejsze (mniej więcej trzykrotnie) i mniejsze niż prądnice prądu stałego o analogicznej mocy;zdolność zasilania odbiorników przy biegu luzem (małe obroty) sil­nika, dzięki czemu zmniejsza się zużycie energii i warunki ładowa­nia akumulatora;— większa trwałość (szczotki pracują na gładkich pierścieniach, a nie na komutatorze — lepsze warunki pracy).Wadami prądnic prądu zmiennego jest konieczność stosowania pro­stowników (drogie urządzenia), wymagających w czasie pracy inten­sywnego chłodzenia oraz stosunkowo niski współczynnik sprawności.Alternatory wyposażone w suche prostowniki albo też w diody pół­przewodnikowe. Spotyka się prądnice tego typu ze wzbudzeniem włas­nym (prąd oddawany z układu prostowników) lub obcym (uzwojenie wzbudzenia zasilane jest z akumulatora).Prądnice różnych marek różnią się od siebie konstrukcją poszczegól­nych podzespołów i części, dodatkowymi urządzeniami, wielkością prą­dów wzbudzenia, mocą, wymiarami i ciężarem. W zależności od po­trzeb (wymogów użytkownika), buduje się prądnice zamknięte, pyłoszczelne i wodoszczelne lub wodoodporne. Każdy z tych typów przez­naczony jest do pracy w określonych warunkach.Prądnice są źródłem zakłóceń radiowych. W celu ich zmniejszenia produkuje się prądnice ekranowane. Ich zaciski zamknięte są specjalną osłoną z końcówkami (nasadkami) do lutowania oplotu (ekranu me­talowego) przewodów instalacji.Prądnice jednego typu mogą być stosowane do samochodów osobo­wych lub ciężarowych z określonymi dlań regulatorami. Regulatory prądnic pracujące z prostownikami służą do włączania do sieci i wy­łączania z sieci prądnicy z prostownikiem, podtrzymywania napięcia urządzenia i ochrony go od przeciążenia. Różnią się one nieco od re­gulatorów prądu stałego. Brak w nich wyłącznika prądu wstecznego, który zamieniono włącznikiem. Ponadto wyróżniają się schematem re­gulacji, liczbą elementów, wielkością wyprostowanego prądu ograni­czającego oraz wymiarami i ciężarem.

Comments

comments