instrukcja 9#8

U = U,-I_aR_al-2AU_b. (1.22)

Pomijając niewielki wpływ nieliniowości spadku napięcia na szczotkach dla bardzo małych prądów obciążenia można założyć, że całkowity spadek napięcia w obwodzie twornika jest proporcjonalny do prądu obciążenia i nie zależy od charakteru pracy prądnicy. Wpływa więc w jednakowym stopniu na nachylenie wszystkich charakterystyk.

Rys. 1.27. Charakterystyki zewnętrzne prądnicy pracującej jako: a) obcowzbudna. b) bocznikowa, c) szeregowo-bocznikowa dozwojona zgodnie, d) szeregowo-bocznikowa dozwojona przeciwnie.

Przyczyną różnego nachylenia poszczególnych charakterystyk zewnętrznych jest zatem różna wartość napięcia indukowanego U„ zależna od rodzaju pracy prądnicy. Ponieważ prędkość obrotowa prądnicy jest stała, na napięcie indukowane ma wpływ jedynie wartość wypadkowego strumienia w maszynie.

Dla prądnicy obcowzbudnej I_f = consi, zatem strumień wytwarzany przez uzwojenie biegunów głównych również można uważać za stały. Jednak wraz ze zwiększaniem obciążenia wzrasta przepływ oddziaływania twornika powodując zmniejszenie strumienia wypadkowego i w konsekwencji napięcia indukowanego w twomiku. Tak więc napięcie na zaciskach prądnicy obcowzbudnej maleje szybciej niż by to wynikało jedynie ze spadków napięć, co więcej, wskutek nieliniowości obwodu magnetycznego krzywa napięcia nie jest linią prostą, lecz stopniowo zagina się coraz bardziej ku dołowi.

Jeśli prądnica, oprócz uzwojeń komutacyjnych, posiadałaby także uzwojenie kompensacyjne znoszące całkowicie wpływ oddziaływania twornika, to wtedy napięcie na jej zaciskach różniłoby się od napięcia w stanie jałowym jedynie o spadki na rezystancjach w obwodzie twornika a wykresem charakterystyki zewnętrznej byłaby prawie dokładnie linia prosta.

W przypadku prądnicy bocznikowej na wartość napięcia wyjściowego oprócz omówionych wyżej czynników ma jeszcze wpływ zmienna wartość prądu wzbudzenia w trakcie obciążania prądnicy. Podobnie jak w prądnicy obcowzbudnej, spadki napięcia na rezystancjach obwodu oraz oddziaływanie twornika powodują obniżenie napięcia na zaciskach. Napięcie to zasila jednocześnie obwód wzbudzenia bocznikowego (patrz schemat połączeń). Przy stałej rezystancji w obwodzie wzbudzenia zmniejszanie się napięcia na zaciskach powoduje proporcjonalne zmniejszenie prądu wzbudzenia, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia napięcia indukowanego i jeszcze większego obniżenia się napięcia wyjściowego prądnicy. Charakterystyka zewnętrzna prądnicy bocznikowej opada więc bardziej stromo niż charakterystyka prądnicy obcowzbudnej.

W prądnicy szeregowo-bocznikowej oprócz głównego strumienia pochodzącego od uzwojenia bocznikowego pojawia się dodatkowy strumień w osi podłużnej wytwarzany przez pomocnicze szeregowe uzwojenie wzbudzające. W zależności od sposobu włączenia tego uzwojenia (przeciwne albo zgodne) wytwarzany przez nie strumień działa rozmagnesowująco, zmniejszając strumień wypadkowy albo domagnesowująco, powodując zwiększenie wypadkowego strumienia.

Dozwojenie przeciwne sprawia więc. że napięcie prądnicy szeregowo-bocznikowej maleje jeszcze bardziej ze wzrostem obciążenia niż to ma miejsce w przypadku prądnicy bocznikowej.

Jeśli jednak uzwojenie szeregowe połączone jest zgodnie, to dla niewielkich obciążeń dodatni wpływ' wzrastającego przepływu szeregowego na napięcie indukowane przeważa nad ujemnym działaniem spadków napięć i reakcji twornika i początkowo ze wzrostem prądu obciążenia napięcie wyjściowe nieznacznie rośnie. Dla większych obciążeń większą rolę zaczynają odgrywać spadki napięć i oddziaływanie twornika tak, że w rezultacie napięcie w-yjściowe zaczyna maleć.

Wpływ uzwojenia szeregowego na przebieg charakterystyk zewnętrznych zależy od stosunku przepływu szeregowego do bocznikowego. Można tak dobrać przepływ szeregowy, że napięcie prądnicy przy biegu jałowym będzie równe napięciu prądnicy obciążonej znamionowo (krzywa c na rys. 1.27). Taką prądnicę nazywa się prądnicą skompensowaną.

Jeśli jednak przepływ szeregowy jest niewielki (jak w przypadku prądnicy badanej), to dozwojenie zgodne wpłynie jedynie na zmniejszenie nachylenia charakterystyki w porównaniu z charakterystyką prądnicy bocznikowej.

51