Drukuj

Jeżeli prądnica prądu stałego nie jest obciążona, to pole magnetyczne jest wytwarzane tylko przez bieguny główne . Strumień magnetyczny przechodzi przez rdzenie tych biegunów przez dwie szczeliny powietrzne między biegunami i twornikiem oraz przez stalowy rdzeń twornika. Gdy prądnica jest obciążona, to prąd przepływający przez uzwojenie twornika wytwarza dodatkowe pole magnetyczne , które daje pewne pole wypadkowe z polem głównym. Linie magnetyczne pola wypadkowego są odkształcone w stosunku do linii pola głównego , gdyż linie sił pola twornika z jednej strony osi biegunów wzmacniają, a z drugiej strony tej osi osłabiają pole magnetyczne biegunów głównych. Wskutek oddziaływania na strumień magnetyczny główny <&m strumienia twornika 'Pt, powstaje strumień magnetyczny wypadkowy <PW.

To oddziaływanie pola magnetycznego twornika powoduje rozmagnesowanie jednej krawędzi bieguna i jednocześnie domagnesowanie drugiej krawędzi tego bieguna. Ponieważ domagnesowanie bieguna powoduje zazwyczaj nasycenie magnetyczne, wobec tego zwiększenie strumienia magnetycznego jest mniejsze niż jego ubytek, spowodowany działaniem rozmagnesowującym pola twornika. Ostatecznie wartość strumienia bieguna głównego maleje i zmniejsza się SEM indukowana w uzwojeniu twornika. W stanie jałowym prądnicy strefa obojętna głównego pola magnetycznego znajduje się w płaszczyźnie prostopadłej do osi biegunów, przy obciążeniu zaś prądnicy strefa obojętna, na skutek oddziaływania twornika, przesuwa się w kierunku wirowania twornika. Ponieważ, w celu utrzymania dobrej komutacji, szczotki powinny być ustawione w strefie magnetycznej obojętnej, należałoby je odpowiednio przesuwać, zależnie od stopnia obciążenia prądnicy, co byłoby zabiegiem kłopotliwym.

Aby uzyskać zmniejszenie oddziaływania twornika są stosowane dwa sposoby; wzmocnienie strumienia magnetycznego biegunów głównych i zmniejszenie strumienia twornika lub zastosowanie biegunów zwrotnych (komutacyjnych).

Zmniejszenie strumienia magnetycznego twornika można uzyskać, zwiększając oporność magnetyczną na drodze strumienia twornika. Uzyskuje się to za pomocą zwiększenia szczeliny powietrznej oraz zastosowania dużych indukcji magnetycznych w stalowych zębach twornika. Duża indukcja magnetyczna w zębach twornika zwiększa oporność magnetyczną, podobnie jak powiększenie szczeliny.

Do zmniejszenia oddziaływania twornika przeważnie stosuje się bieguny zwrotne . Bieguny te są umieszczone wzdłuż osi strefy obojętnej między biegunami głównymi. Kierunek prądu w uzwojeniu biegunów zwrotnych, które są połączone szeregowo z uzwojeniem twornika, powinien być taki, aby pole magnetyczne wytwarzane przez te bieguny było przeciwne do kierunku pola magnetycznego twornika. Przy zwiększeniu obciążenia prądnicy wzrasta natężenie prądu twornika, a więc i jego pole magnetyczne, ale jednocześnie takie samo zwiększenie natężenia prądu w połączonym szeregowo uzwojeniu biegunów zwrotnych powoduje wytwarzanie większego strumienia przeciwdziałającego oddziaływaniu twornika. Jednak w celu uzyskania dobrej komutacji powinien być spełniony warunek, aby suma sił elektromotorycznych, wzbudzanych w zezwoju komutacyjnym była możliwie bliska zeru. Z tego powodu w praktyce stosuje się strumień magnetyczny biegunów zwrotnych o 20-f-30% większy niż strumień oddziaływania twornika w strefie obojętnej. W dużych prądnicach do kompensacji rozmagnesowującego oddziaływania twornika stosuje się specjalne uzwojenie umieszczone w żłobkach wykonanych w rozszerzonych nabiegunnikach magnesów głównych. Uzwojenie kompensacyjne, podobnie jak uzwojenie biegunów zwrotnych, łączy się szeregowo z uzwojeniem twornika. Liczbę zwojów uzwojenia kompensacyjnego obiera się w ten sposób, aby jego amperozwoje łącznie z amperozwojami biegunów zwrotnych mogły zrównoważyć wpływ oddziaływania magnetycznego twornika.