Utrata wzbudzenia to stan, w którym w obwodzie uzwojenia wzbudzenia silnika prądu stałego zanika lub znacznie maleje prąd wzbudzenia. W silniku bocznikowym uzwojenie wzbudzenia jest połączone równolegle z twornikiem, dlatego przerwa w tym obwodzie może wystąpić niezależnie od zasilania wirnika.
Dlaczego silnik gwałtownie przyspiesza?
Prędkość silnika prądu stałego zależy w przybliżeniu od zależności:
n ≈ (U - Ia · Ra) / Φ
Gdzie:
- n – prędkość obrotowa,
- U – napięcie zasilania,
- Ia – prąd twornika,
- Ra – rezystancja twornika,
- Φ – strumień magnetyczny wzbudzenia.
Jeżeli nastąpi przerwa w uzwojeniu wzbudzenia, strumień magnetyczny Φ gwałtownie maleje. Ponieważ znajduje się on w mianowniku wzoru, silnik dąży do bardzo dużej prędkości obrotowej. Zjawisko to nazywa się często rozbieganiem silnika.
Skutki utraty wzbudzenia
Utrata wzbudzenia może spowodować:
- gwałtowne zwiększenie prędkości obrotowej,
- uszkodzenie mechaniczne wirnika lub sprzęgła,
- nadmierne iskrzenie na komutatorze,
- przeciążenie układu napędowego,
- zagrożenie dla obsługi.
Typowa przyczyna w pytaniach egzaminacyjnych
Jeżeli w pytaniu pojawia się silnik bocznikowy prądu stałego i opis: samoistne, gwałtowne zwiększenie prędkości, najczęściej prawidłową przyczyną jest:
przerwa w uzwojeniu wzbudzenia.
Nie należy mylić tego z przerwą w uzwojeniu wirnika, która zwykle powoduje zatrzymanie pracy silnika, ani ze zwarciem uzwojenia wirnika, które prowadzi raczej do nadmiernego prądu i nagrzewania.