Prądnica prą…du przemiennego (generator prądu przemiennego) to maszyna elektryczna przetwarzają…ca energię mechaniczną…, pobieraną… z zewnętrznego urzą…dzenia napędzającego prądnicę, na energię elektryczną w postaci przemiennego prą…du. Do tego celu wykorzystuje się zjawisko indukowania siły elektromotorycznej w wyniku ruchu przewodnika w polu magnetycznym indukcji elektromagnetycznej. Prądnice prą…du przemiennego dzielą się(ze względu na różnice w konstrukcji) na prądnice asynchroniczne i synchroniczne, oraz (ze względu na liczbę faz) na prądnice jednofazowe i wielofazowe. Prą…dnica prą…du przemiennego stanowi odwrałcenie silnika elektrycznego. W przypadku silnika energia elektryczna była zmieniana na pracą mechaniczną. W prądnicy natomiast praca zostaje zmieniona na energię elektryczną. Prą…dnica składa się z czałości nieruchomej zwanej stojanem i ruchomej zwanej wirnikiem.

Prą…dnice synchroniczne

Prądnice te składają… się ze stojana, który stanowi zewnętrzną, statyczną… część maszyny. Na obwodzie stojana umieszczone są uzwojenia (cewki), w których indukuje się napięcie przemienne, pod wpływem którego płynie prą…d przemienny. Wytwarzany prąd może być jedno lub wielofazowy (najczęściej trójfazowy) - zależy to od liczby uzwojeń. Natomiast wewnątrz stojana znajduje się wirnik wykonany w postaci rdzenia magnetycznego, który stanowi dynamiczny element maszyny. Wirnik jest osadzony na wale, który w przypadku pracy prą…dnicowej połą…czony jest z urządzeniem napędzają…cym. Na wirniku umieszczona jest tzw. cewka wzbudzają…ca, przez którą… płynie prą…d stały doprowadzany z zewnętrznego źródła. Prąd ten wytwarza stałe pole magnetyczne w wirniku, stanowią…cym elektromagnes. Obrót wirnika (a więc i pola magnetycznego) powoduje zmianę strumienia pola magnetycznego przenikającego przez uzwojenie stojana i na zasadzie zjawiska indukcji elektromagnetycznej powoduje indukowanie się napięcia przemiennego w  uzwojeniach  stojana,  pod wpływem  którego  płynie  prą…d przemienny  o przebiegu sinusoidalnym.  Dla  uzyskania odpowiedniej częstotliwości  napięcia   wirnik  musi obracać się z odpowiednią prędkością…, w celu regulacji napięcia zmienia się natężenie prądu wzbudzającego. Nazwa prą…dnicy synchronicznej wynika  z  synchronizmu  prędkości  obrotowej  wirnika i pola  magnetycznego  maszyny.  Pole magnetyczne  i twornika wiruje w tym samym kierunku i z taką… samą… prędkością….

Niemal  wszystkie  urządzenia   wytwarzają…ce   prą…d   przemienny  są   prądnicami   synchronicznymi,   przykładowo:  generatory w ektrowniach, alternatory  w samochodach. Prądnica synchroniczna prądu przemiennego może być używana jako silnik synchroniczny.

Prą…dnice asynchroniczne

Prą…dnice  asynchroniczne,  podobnie  jak  prą…dnice  synchroniczne,  składają… się  z  dwóch zasadniczych elementów: stojana i wirnika. Na wewnętrznym obwodzie stojana umieszczone są… uzwojenia (cewki), w których w wyniku działania zjawiska indukcji elektromagnetycznej pojawia się siła elektromotoryczna. W zależności od liczby uzwojeń wytwarzany prąd jest jedno- lub wielofazowy. Wirnik jest rdzeniem magnetycznym na obwodzie którego przymocowane są uzwojenia, w których płynie prą…d wzbudzają…cy pole magnetyczne. Obracanie się wirnika powoduje wirowanie wytworzonego pola magnetycznego, a jego zmienność względem uzwojeń stojana indukowanie siłą napięcia w jego przewodach. Maszyny asynchroniczne są rzadko stosowane jako prądnice ze względu na trudności w ich sterowaniu. W maszynach klatkowych polega ona na tym, że jedyny dostęp do maszyny jaki mamy to napięcie i częstotliwość, nie ma natomiast dostępu do wirnika. Obecnie jednak trwają prace nad rozwiązaniem tego problemu.

Natomiast w maszynach pierścieniowych  jest dostęp do  wirnika za  pośrednictwem  pierścieni ślizgowych jednak sterowanie parametrami maszyny nie jest proste - nadal występują problemy, ponieważ  prądnica  taka  jest bardzo  czuła na zmiany  obciążenia w sieci.  Spowodowane  to jest brakiem zasilania wirnika  stałym  prądem   magnesującym (tak jak to  się  dzieje  w prą…dnicach synchronicznych), a prą…d magnesujący w prądnicach asynchronicznych powstaje na skutek indukcji magnetycznej (prą…dnica jest odbiornikiem mocy biernej indukcyjnej) zależnej m.in. od prędkości obrotowej. Efektem jest niestabilność napięcia na zaciskach maszyny. Dla utrzymania stałości napięcia trzeba odpowiednio szybko regulować prędkością obrotową… wirnika. Należy w tym celu dodatkowo zainstalować układ sterowania tym parametrem, który bardzo szybko reaguje na wszelkie zmiany obciążenia w sieci. Układy takie, składające się z mikroprocesorów i falowników sterowanych, znajdują… się jeszcze w fazie badań i udoskonaleń.

Silnik elektryczny asynchroniczny podłączony do sieci prądu przemiennego obracający się z prędkością… obrotową większą… od prędkości synchronicznej pracuje jako prą…dnica asynchroniczna.

Źródło: Wikipedia