Prądnice
Prą dnica prą du przemiennego (generator prą du przemiennego), to maszyna elektryczna przetwarzają ca energię mechaniczną, pobieraną z zewnętrznego urządzenia napędzającego prą dnicę, na energię elektryczną w postaci przemiennego prą du. Do tego celu wykorzystuje się zjawisko indukowania siły elektromotorycznej w wyniku ruchu przewodnika w polu magnetycznym indukcji elektromagnetycznej. Prą dnice prą du przemiennego dzielą się (ze względu na różnice w konstrukcji) na prądnice asynchroniczne i synchroniczne, oraz (ze względu na liczbę faz) na prą dnice jednofazowe i wielofazowe. Prądnica prą du przemiennego stanowi odwrócenie silnika elektrycznego. W przypadku silnika energia elektryczna była zmieniana na pracę mechaniczną . W prą dnicy natomiast praca zostaje zmieniona na energię elektryczną . Prądnica składa się z części nieruchomej zwanej stojanem i ruchomej zwanej wirnikiem.
Prą
dnice synchroniczne
Prą
dnice te składają
się ze stojana, który stanowi zewnętrzną, statyczną
część maszyny. Na obwodzie stojana umieszczone są
uzwojenia (cewki), w których indukuje się napięcie przemienne, pod wpływem którego płynie prą
d przemienny. Wytwarzany prą
d może być jedno- lub wielofazowy (najczęściej trójfazowy) - zależy to od liczby uzwojeń. Natomiast wewnątrz stojana znajduje się wirnik wykonany w postaci rdzenia magnetycznego, który stanowi dynamiczny element maszyny. Wirnik jest osadzony na wale, który w przypadku pracy prą
dnicowej połą
czony jest z urządzeniem napędzają
cym. Na wirniku umieszczona jest tzw. cewka wzbudzają
ca, przez którą
płynie prąd stały doprowadzany z zewnętrznego źródła. Prą
d ten wytwarza stałe pole magnetyczne w wirniku, stanowiącym elektromagnes. Obrót wirnika (a więc i pola magnetycznego) powoduje zmianę strumienia pola magnetycznego przenikającego przez uzwojenie stojana i na zasadzie zjawiska indukcji elektromagnetycznej powoduje indukowanie się napięcia przemiennego w uzwojeniach stojana, pod wpływem którego płynie prą
d przemienny o przebiegu sinusoidalnym. Dla uzyskania odpowiedniej częstotliwości napięcia wirnik musi obracać się z odpowiednią
prędkością
, w celu regulacji napięcia zmienia się natężenie prą
du wzbudzają
cego. Nazwa prądnicy synchronicznej wynika z synchronizmu prędkości obrotowej wirnika i pola magnetycznego maszyny.
Pole magneźnicy i twornika wiruje w tym samym kierunku i z taką samą
prędkością
. Niemal wszystkie urzą
dzenia wytwarzają
ce prą
d przemienny są prądnicami synchronicznymi, przykładowo: generatory w elektrowniach, alternatory w samochodach. Prądnica synchroniczna prą
du przemiennego może być używana jako silnik synchroniczny.
Prą
dnice asynchroniczne
Prądnice asynchroniczne, podobnie jak prądnice synchroniczne, składają
się z dwóch zasadniczych elementów: stojana i wirnika. Na wewnętrznym obwodzie stojana umieszczone są uzwojenia (cewki), w których w wyniku działania zjawiska indukcji elektromagnetycznej pojawia się siła elektromotoryczna. W zależności od liczby uzwojeń wytwarzany prąd jest jedno- lub wielofazowy. Wirnik jest rdzeniem magnetycznym na obwodzie którego przymocowane są
uzwojenia, w których płynie prą
d wzbudzają
cy pole magnetyczne. Obracanie się wirnika powoduje wirowanie wytworzonego pola magnetycznego, a jego zmienność względem uzwojeń stojana indukowanie się napięcia w jego przewodach. Maszyny asynchroniczne są
rzadko stosowane jako prą
dnice ze względu na trudności w ich sterowaniu. W maszynach klatkowych polega ona na tym, że jedyny dostęp do maszyny jaki mamy to napięcie i częstotliwości, nie ma natomiast dostępu do wirnika. Obecnie jednak trwają
prace nad rozwiązaniem tego problemu. Natomiast w maszynach pierścieniowych jest dostęp do wirnika za pośrednictwem pieścieni ślizgowych jednak sterowanie parametrami maszyny nie jest proste - nadal występują problemy, ponieważ prą
dnica taka jest bardzo czuła na zmiany obciążenia w sieci. Spowodowane to jest brakiem zasilania wirnika stałym prą
dem magnesują
cym (tak jak to się dzieje w prą
dnicach synchronicznych), a prą
d magnesują
cy w prą
dnicach asynchronicznych powstaje na skutek indukcji magnetycznej (prądnica jest odbiornikiem mocy biernej indukcyjnej) zależnej m.in. od prędkości obrotowej. Efektem jest niestabilności napięcia na zaciskach maszyny. Dla utrzymania stałości napięcia trzeba odpowiednio szybko regulować prędkość
obrotową
wirnika. Należy w tym celu dodatkowo zainstalować układ sterowania tym parametrem, który bardzo szybko reaguje na wszelkie zmiany obciążenia w sieci. Układy takie, składają
ce się z mikroprocesorów i falowników sterowanych, znajdują się jeszcze w fazie badań i udoskonaleń. Silnik elektryczny asynchroniczny pod
łączony do sieci prądu przemiennego obracający się z prędkością obrotową większą
od prędkości synchronicznej pracuje jako prą
dnica asynchroniczna.
Źródło: Wikipedia

