CCF20111125001 (2)

Razem z rotorem wiruje komutator, spełniający ro!ę mechanicznego prostownika. Po komutatorze ślizgają się nieruchome szczotki, połączone z obwodem zewnętrznym (rezystancja R).

W położeniu rotora, odpowiadającemu położeniu boków zwoju w osi q (oś a zwoju pokrywa się z osiąc/), napięcie indukowane w zwoju równa się zeru, ponieważ indukcja w tym tniejscu jest B* = 0. W chwili przejścia boków przez oś q zmienia się kierunek napięć indukowanych w bokach zwoju. Równocześnie jednak pod daną szczotkę wchodzi drugi półpierścień i ta szczotka zostaje dzięki temu połączona i drugim bokiem zwoju. Na skutek tego na zewnętrznych zaciskach maszyny, czyli na zewnętrznej rezystancji R występuje    jp

napięcie wyprostowane zwoju, jak na rysunku 3. Jest to napięcie jednokierunkowe, ale jego przebieg znacznie odbiega od przebiegu prostoliniowego. Jeśli jednak maszyna prądu stałego ma uzwojenie złożone z wielu połączonych szeregowo zwojów i dołączonych do odpowiednio wielu wycinków komutatora, to napięcie całkowite jest sumą napięć wszystkich zwojów, natomiast proces prostowania napięcia w danej chwili ma miejsce tylko w jednym zwoju Wtedy napięcie na zaciskach zewnętrznych maszyny ma w funkcji czasu przebieg prawie prostoliniowy, o stałej wartości. Jeżeli do zacisków maszyny (do szczotek) jest dołączona rezystancja zewnętrzna, to płynie prąd proporcjonalny do napięcia. Zmiana kierunku prądu (albo napięcia) nazywa się komutacją. Obecność komutatora i proces komutacji stanowi istotną różnicę pomiędzy maszyną synchroniczną i maszyną prądu stałego.

Jeżeli przez prądnicę prądu stałego płynie prąd /, to przy napięciu indukowanym Ui i rezystancji wewnętrznej R. napięcie na zaciskach:

U = U,- RJ

Prąd płynie zgodnie z napięciem U\, moc elektryczna oddana przez maszynę do sieci jest dodatnia, maszyna jest w stanie pracy prądnicowej.

Prądnica jest napędzana obcym silnikiem, moment w niej wytworzony jest zwrócony przeciwko kierunkowi wirowania i jest momentem hamującym. Jeśli z zewnątrz przyłożone jest napięcie U wyższe od napięcia indukowanego U,, to prąd zmienia kierunek i płynie zgodnie z napięciem (/, przeciwko napięciu U\. Wtedy moc elektryczna oddawana przez sieć jest dodatnia, maszyna pobiera z sieci moc elektryczną i jest w stanie pracy silnikowej. Dla takiego przypadku można napisać:

U=Ui*RJ

W jednym zwoju silnika wytwarzany jest moment obrotowy ni - 2rf przy czym:

r- promień obrotu (odległość pręta od osi obrotu);

/- siła działająca na pręt

2