Wszystkie prądnice, zarówno przemysłowe jak i samochodowe, służą do wytwarzania prądu elektrycznego. Ze względu na rodzaj wytwarzanego prądu rozróżniamy prądnice prądu stałego i prądnice prądu zmiennego. W samochodach najczęściej używane są prądnice prądu stałego, co umożliwia bezpośrednie ładowanie akumulatora, bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń prostujących. Zadaniem prądnicy jest dostarczanie energii elektrycznej wszystkim urządzeniom samochodu zasilanym prądem elektrycznym podczas pracy silnika.W polu magnetycznym magnesu trwałego (a) obraca się zwój drutu miedzianego (b). Końce zwoju podłączone są do dwóch izolowanych od siebie półpierścieni (c). Nad półpierścieniami, naprzeciw siebie, umieszczone są dwie szczotki (d), z których pobierany jest prąd do zasilania odbiornika elektrycznego (e).Prądnica samochodowa składa się z następujących zasadniczych części: korpusu (kadłuba), biegunów, uzwojenia wzbudzenia, twornika z komutatorem, szczotek, trzymadeł, tarcz zamykających i regulatora.
Korpus prądnicy (1) - to cylinder wykonany ze stali o dużej przenikalności magnetycznej. Do wewnętrznej ściany korpusu przymocowane są bieguny (2). Są to rdzenie, które umożliwiają równomierny rozkład pola magnetycznego. Liczba biegunów w prądnicach samochodowych wynosi dwa lub cztery. Na biegunach nawinięte jest uzwojenie wzbudzenia (3), utworzone z wielu zwojów cienkiego izolowanego drutu miedzianego.
Wewnątrz korpusu prądnicy umieszczony jest twornik z komutatorem. Twornik (4) składa się ze stalowego rdzenia i uzwojenia. Rdzeń wykonany jest z cienkich blach izolowanych od siebie i odznaczających się dobrą prze-nikalnością magnetyczną. W rdzeniu twornika wykonane są żłobki (rowki), w których umieszczone jest uzwojenie. Uzwojenie twornika tworzy określona liczba zwojów izolowanego drutu miedzianego. Od liczby zwojów zależy napięcie prądu wzbudzanego w prądnicy.
Z prawej strony twornika znajduje się komutator (5). Komutator wykonany jest z kilku wycinków płytek miedzianych izolowanych między sobą i od wałka twornika. Liczba płytek komutatora odpowiada liczbie żłobków w rdzeniu twornika. Do poszczególnych płytek komutatora podłączone jest uzwojenie twornika. Uzwojenie to łączy się w ten sposób, że do każdej płytki komutatora podłączone są dwa przewody. Jeden przewód jest zakończeniem uzwojenia w żłobku poprzedzającym, a drugi -początkiem uzwojenia w żłobku następnym.
Po komutatorze ślizgają się dwie szczotki (7) grafitowe lub grafitowo-miedziane. Szczotki te są osadzone w trzymadłach (8) i przyciskane do komutatora za pośrednictwem sprężyny. Jedna szczotka połączona jest przewodem miedzianym z korpusem prądnicy, druga zaś z regulatorem prądnicy.
Twornik prądnicy wraz z komutatorem osadzony jest na wałku (6), łożyskowanym w tarczach (10), przykręconych do korpusu prądnicy. Na wałku twornika, po przeciwnej stronie komutatora, znajduje się kółko (11) służące do napędzania prądnicy. Zazwyczaj kółko napędzające prądnicę wyposażone jest w łopatki, które spełniają jednocześnie rolę wentylatora. Strumień powietrza wytwarzany przez wentylator chłodzi wnętrze prądnicy.
Dla zapewnienia prawidłowej współpracy prądnicy z odbiornikami prądu, wyposaża się ją w regulator (9). Regulator prądnicy składa się z regulatora napięcia prądnicy, ogranicznika natężenia prądu i samoczynnego wyłącznika prądu zwrotnego.
Regulator napięcia prądnicy ma za zadanie utrzymywanie stałej znamionowej wartości napięcia, bez względu na prędkość obrotową wału korbowego silnika. W ten sposób chroni on odbiorniki prądu przed przepalaniem, a akumulator - przed nadmiernym ładowaniem, które mogłyby spowodować jego uszkodzenie. W razie wzrostu napięcia prądnicy powyżej znamionowego, regulator napięcia przerywa dopływ energii elektrycznej do uzwojenia wzbudzenia. Słabnie wówczas pole magnetyczne i w uzwojeniu twornika wytwarza się prąd o niższym napięciu. Jeśli z kolei napięcie osiągnie wartość równą napięciu znamionowemu, wówczas regulator napięcia ponownie połączy uzwojenie wzbudzenia z uzwojeniem twornika i wzrośnie natężenie pola magnetycznego w uzwojeniu wzbudzenia.
Ogranicznik natężenia prądu zabezpiecza prądnicę przed zniszczeniem, gdy włączonych jest jednocześnie zbyt dużo odbiorników prądu, czyli wtedy prądnica musiałaby wytwarzać prąd
o dużo wyższym natężeniu w stosunku do swoich możliwości (ze względu na moc). Nastąpiłoby wtedy przeciążenie prądnicy, prowadzące do przegrzania i przepalenia uzwojenia twornika. Temu niekorzystnemu zjawisku zapobiega właśnie ogranicznik natężenia prądu.
Samoczynny wyłącznik prądu zwrotnego służy do łączenia i rozłączania prądnicy z akumulatorem i odbiornikami prądu. Połączenie prądnicy z akumulatorem i odbiornikami prądu następuje w momencie, gdy napięcie prądu wytwarzanego przez prądnicę osiągnie napięcie znamionowe. W razie spadku napięcia prądnicy poniżej napięcia znamionowego następuje odłączenie prądnicy od akumulatora i odbiorników prądu, a tym samym zapobiega się pobieraniu prądu z akumulatora przez prądnicę i rozładowywaniu akumulatora.
Budowa prądnicy prądu stałego:
1- KORPUS , 2- BIEGUN , 3- UZWOJENIA WZBUDZENIA , 4- TWORNIK , 5- KOMUTATOR , 6- WAŁEK , 7- SZCZOTKA , 8- TRZYMADŁO , 9- REGULATOR , 10- TARCZA , 11- KOŁO NAPĘDZAJĄCE
źródło mt 12/79
|
