W prądnicy synchronicznej częstotliwość napięcia wyjściowego zależy bezpośrednio od prędkości obrotowej wirnika oraz od liczby par biegunów magnetycznych maszyny. Oznacza to, że jeśli prędkość obrotowa maleje, to maleje również częstotliwość napięcia generowanego przez prądnicę.
Zależność opisuje wzór:
f = (p · n) / 60
gdzie:
- f – częstotliwość napięcia w hercach [Hz],
- p – liczba par biegunów,
- n – prędkość obrotowa wirnika w obr/min.
Najważniejsza zasada egzaminacyjna
Dla danej prądnicy liczba biegunów jest stała, więc zmiana częstotliwości wynika głównie ze zmiany prędkości obrotowej:
- spadek prędkości obrotowej → spadek częstotliwości,
- wzrost prędkości obrotowej → wzrost częstotliwości.
Dlatego przyczyną zmniejszenia częstotliwości napięcia wyjściowego prądnicy synchronicznej jest spadek prędkości obrotowej.
Rola wzbudzenia
Obwód wzbudzenia w prądnicy synchronicznej wytwarza pole magnetyczne wirnika. Zmiany w obwodzie wzbudzenia wpływają głównie na wartość napięcia wyjściowego, a nie bezpośrednio na jego częstotliwość.
Przykładowo:
- przerwa w obwodzie wzbudzenia może spowodować znaczny spadek napięcia,
- zmiana prądu wzbudzenia wpływa na poziom napięcia,
- zmiana biegunowości wzbudzenia nie jest typową przyczyną zmniejszenia częstotliwości.
Przykład
Jeżeli prądnica czterobiegunowa, czyli o dwóch parach biegunów, pracuje z prędkością 1500 obr/min, to:
f = (2 · 1500) / 60 = 50 Hz
Gdy prędkość spadnie do 1200 obr/min:
f = (2 · 1200) / 60 = 40 Hz
Częstotliwość zmniejsza się, ponieważ wirnik obraca się wolniej.