Prądnica prądu stałego

W samochodach znajdują zastosowanie zazwyczaj prądnice prądu stałego samowzbudne bocznikowe, dedykowane dla instalacji jednoprzewodowych.

Budowa prądnicy prądu stałego

Dwa lub cztery nabiegunniki są zamontowane wewnątrz mającego kształt cylindra korpusu prądownicy. Wszystkie te elementy są zrobione ze stali charakteryzującej się wysoką przenikalnością magnetyczną. Na nabiegunnikach znajdują się cewki uzwojenia wzbudzenia. Są one połączone szeregowo i równolegle lub tylko szeregowo. Zewnętrzny koniec uzwojenia stanowi złącze wzbudzania natomiast drugi łączy się ze szczotką prądową. Może też być połączony ze szczotką uziemiona. Jest to uzależnione od posiadanego przez prądnice systemu regulacji prądu wzbudzenia. Stojan omawianej prądnicy stanowią jej nieruchome elementy, takie jak uzwojenie wzbudzenia, korpus oraz zamykające go z obu stron pokrywy. Pokrywy zrobione są zazwyczaj z żeliwa albo stopów aluminium. Chodzi o to aby to był materiał nie przewodzący strumienia magnetycznego. W pokrywach prądnicy znajdują się łożyska kulkowe twornika. Są one często wyposażone w metalowe osłony, chroniące je przed zanieczyszczeniami. Rdzeń twornika ma postać zestawu posiadających wycięcia, wykonanych z blachy magnetycznej krążków oddzielonych od siebie izolacją osadzonych na wale twornika. Ten ostatni jest ułożyskowany w stojanie. Żłobki, o których wspomniano wcześniej wyścielone są ceratą pełniącą funkcje izolacyjne. W ich wnętrzu znajdują się zabezpieczone przed wypadnięciem zwoje cewek. Są one uzwojeniem twornika. W nich tworzy się prąd. Mając na celu uniknięcie zbyt dużej pulsacji energii elektrycznej, prądnice projektuje się tak, aby w tworniku znajdowało się kilka lub kilkanaście cewek, przesuniętych w stosunku do siebie o odpowiedni kąt wynikający z trzystu sześćdziesięciu stopni dzielonych przez ich liczbę. Końce zwojów cewek połączone są przy pomocy lutów do określonych części komutatora. Komutator zrobiony jest z wytworzonych z miedzi płytek. Są one od siebie odizolowane. Liczba części Komutatora odpowiada liczbie cewek uzwojenia twornika. Do każdej z działek komutatora podłączony jest koniec jednej cewki i początek następnej. W ten sposób tworzy się układ zamknięty.

Działanie prądnicy prądu stałego

Jeżeli prze połączenie komutatora i szczotki płynie prąd o dużym natężeniu to pojawia się iskrzenie. Zjawisko to zachodzi szczególnie przy dużej szybkości poślizgu szczotek. Z tego względu prędkość obrotowa prądnic ograniczana jest do dziesięciu tysięcy obrotów na minutę. Jest to powodem do stosowania w elektrycznych instalacjach samochodowych urządzeń wyłączających. Odcinają one prąd docierający z akumulatora, kiedy jej napięcie jest niższe od napięcia akumulatora. Zapobiega to zniszczeniu prądnicy oraz rozładowaniu akumulatora. Prądnice prądu stałego wyposażone są również w regulatory nie dopuszczające do zbyt dużego napięcia przy ich wysokiej szybkości ruchu obrotowego. Odbywa się to przez odłączenie urządzenia od instalacji, gdy jego napięcie jest niższe od napięcia akumulatora, utrzymywanie w jednym zakresie stałego napięcia przy każdej prędkości obrotowej, ograniczanie największej wartości produkowanej energii elektrycznej.