Prądnice działają na zasadzie indukcji elektromagnetycznej Zasada indukcji elektromagnetycznej rys1 Jeżeli w polu magnetycznym wytworzonym przez magnez NS przemieszcza się przewód przecinający linie sił pola magnetycznego to w przewodzie tym indukuje się siła elektromotoryczna (napięcie). Wartość siły elektromotorycznej określany wzorem E=B*l*v*sinL E siła elektromotoryczna l długość przewodu w polu magnetycznym v prędkość przemieszczania się przewodnika sinL kąt zawarty między kierunkiem przemieszczenia przewodnika, a kierunkiem linii sił pola magnetycznego rys2 W prądnicy prądu stałego przewód ukształtowany jest w postaci ramki, która wiruje w polu magnetycznym. Końce ramki połączone są wycinków pierścienia tworząc tzw komutator Wirnik stanowi twornik prądnicy, element w którym wytwarza się energie elektryczną. Pole magnetyczne wytworzone jest najczęściej przez elektromagnes składający się z rdzenia i uzwojenia wzbudzenia o umieszczonym w obudowie prądnicy Budowa prądnicy prądu stałego Prądnica prądu stałego składa się z 2 podstawowych zespołów: 1 stojan 2 wirnik 1 stanowi obudowę prądnicy oraz służy do wytworzenia pola magnetycznego. Pole magnetyczne wytworzone jest przez elektromagnes składający się z rdzenia i uzwojenia wzbudzenia. Uzwojenia wzbudzenia zasilane jest z twornika prądnicy w zależności od sposobu zasilania prądnice mogą być szeregowe, bocznikowe lub szeregowo bocznikowe. Jako prądnice samochodowe stosuje się prądnice bocznikowe, ponieważ charakteryzują się niewielką zmianą napięcia przy zmianie prędkości obrotowej. W skład obudowy wchodzi ponad to pokrywa przednia i tylna w której znajdują się łożyska toczne w celu ułożyskowania wirnika. W tarczy przedniej znajdują się szczotkotrzymacze w której umieszczone są szczotki współpracujące z komutatorem wirnika
2 służy do wytworzenia energii elektrycznej jest twornikiem. W skład wirnika wchodzi: a rdzeń wykonany z pakietu blach o dobrej przenikalności magnetycznej b uzwojenie wirnika w którym wytwarza się energia elektryczna końce uzwojeń połączone są z wycinkami pierścienia tzw komutator c oś wirnika umożliwiające toczne wirnik napędzany jest od silnika po przez przekładnie prasowe Schemat elektryczny prądnic prądu stałego rys3 Dane charakterystyczne prądnicy typu DSV90/12/16 napięcie znamionowe 12V natężenie znamionowe 16A moc 230W przy napięciu 14,5V prędkość obrotowa max 9000obr/min prędkość obrotowa przy której prądnica osiąga napięcie 12V 1750obr/min prędkość obrotowa przy której prądnica osiąga max natężenie 22A 3000-3200obr/min jednostopniowy regulator napięcia Napięcie na zacisku prądnicy określany wzorem U=C*fi*n u napięcie na zacisku prądnicy C stała konstrukcja prądnicy zależna od jej budowy fi strumień magnetyczny n prędkość obrotowa wirnika Dla utrzymana stałego napięcia przy zmianie prędkości obrotowej wirnika należy odpowiednie zmienić wartość strumienia magnetycznego. Rolę tą spełnia regulator napięcia Jednostopniowy regulator napięcia rys4 rys5 Przy pracy prądnica na wolnych obrotach styki regulowane są zwarte z związku z tym uzwojeniem wzbudzenia prądnicy zasilany jest pełnym napięciem co powoduje zwiększenie strumienia magnetycznego. Jeżeli napięcie na zacisku 51 prądnicy przekroczy 14,5V elektromagnes E powoduje rozwarcie styków i przerwanie bezpośredniego zasilania. Uzwojenie wzbudzenia będzie zasilane przez rezystor Rx co powoduje zmniejszenie natężenia prądu oraz strumienia magnetycznego fi. Powoduje to zmniejszenie napięcia na zacisku 51 prądnicy, gdy napięcia obniży się do 13,9V następuje ponowne zwarcie regulatora i cykl się powtarza.