elke roterende elektrische machine werkt volgens de wet van Faraday. Elke elektrische machine vereist een magnetisch veld en een spoel (bekend als armatuur) met een relatieve beweging tussen hen. In het geval van een alternator, leveren wij elektriciteit aan Pool om magnetisch veld te produceren en uitgangsvermogen wordt genomen van het anker. Wegens relatieve beweging tussen veld en anker, sneed de geleider van armaturen de flux van magnetisch veld en vandaar zou er veranderende flux linkage met deze ankergeleiders zijn. Volgens Faraday ‘ s wet van elektromagnetische inductie zou er een emf geïnduceerd zijn in het anker. Dus, zodra de belasting is verbonden met ankerklemmen, is er een stroom die in de ankerspoel stroomt.
zodra de stroom door de ankergeleider begint te stromen, is er een omgekeerd effect van deze stroom op de hoofdveldstroom van de alternator (of synchrone generator). Dit omgekeerde effect wordt aangeduid als ankerreactie in alternator of synchrone generator. Met andere woorden, het effect van anker (stator) flux op de flux geproduceerd door de rotor veld Polen wordt armatuur reactie genoemd.
we weten al dat een stroomdragende geleider zijn eigen magnetisch veld produceert, en dit magnetisch veld beïnvloedt het belangrijkste magnetische veld van de alternator.
het heeft twee ongewenste effecten, ofwel verstoort het het hoofdveld, ofwel vermindert het de hoofdveldflux, of beide. Ze verslechteren de prestaties van de machine. Wanneer het veld wordt vervormd, staat het bekend als een kruis magnetiserend effect. En wanneer de veldflux wordt verminderd, staat het bekend als het demagnetiseren effect.
de elektromechanische energieomzetting vindt plaats via een magnetisch veld als medium. Als gevolg van de relatieve beweging tussen ankergeleiders en het hoofdveld, wordt een emf geïnduceerd in de ankerwikkelingen waarvan de grootte afhankelijk is van de relatieve snelheid en de magnetische flux. Als gevolg van ankerreactie, flux wordt verminderd of vervormd, de netto geïnduceerde emf wordt ook beïnvloed en vandaar de prestaties van de machine degradeert.
Ankerreactie in een alternator
in een alternator zoals alle andere synchrone machines hangt het effect van de ankerreactie af van de arbeidsfactor, dat wil zeggen de faseverhouding tussen de eindspanning en de ankerstroom.
reactief vermogen (achterstelling) is de magnetische veldenergie, dus als de generator een achterblijvende belasting levert, betekent dit dat het magnetische energie levert aan de belasting. Aangezien dit vermogen afkomstig is van excitatie van synchrone machine, wordt het netto reactieve vermogen in de generator verminderd.
vandaar dat de ankerreactie demagnetiseert. Op dezelfde manier heeft de ankerreactie een magnetiserend effect wanneer de generator een belangrijke lading levert (aangezien de leidende lading de leidende VAR neemt) en in ruil daarvoor achterblijvende VAR (magnetische energie) aan de generator geeft. In het geval van puur resistieve belasting, is de ankerreactie alleen kruis magnetiseren.
de ankerreactie van de alternator of de synchrone generator is afhankelijk van de fasehoek tussen de statorankerstroom en de geïnduceerde spanning over de ankerwikkeling van de alternator.
het faseverschil tussen deze twee grootheden, d.w.z. Armatuur stroom en het voltage kan variëren van – 90o tot + 90o
Als deze hoek θ, dan,
om Te begrijpen werkelijke effect van deze hoek armatuur reactie van de alternator, beschouwen wij drie standaard gevallen,
- Wanneer θ = 0
- Wanneer θ = 90o
- Wanneer θ = – 90o
Armatuur Reactie van de Alternator Eenheid Power Factor
Op de eenheid power factor, de hoek tussen het anker huidige ik en geïnduceerde emf-E is nul. Dat betekent, ankerstroom en geïnduceerde emf zijn in dezelfde fase. Maar we weten theoretisch dat emf geïnduceerd in het anker te wijten is aan veranderende hoofdveldflux, gekoppeld aan de ankergeleider.
omdat het veld wordt opgewekt door DC, is de hoofdveldflux constant met betrekking tot veldmagneten, maar het zou afwisselend zijn met betrekking tot het anker, aangezien er een relatieve beweging is tussen het veld en het anker in de alternator. Als de hoofdveldflux van de alternator met betrekking tot het anker kan worden weergegeven als
dan is de geïnduceerde emf E over het anker evenredig met dφf/dt.
Uit bovenstaande vergelijkingen (1) en (2) blijkt dus dat de hoek tussen φf en geïnduceerde emf e 90o zal zijn.
nu is ankerflux φa evenredig met ankerstroom I. vandaar dat ankerflux φa in fase is met ankerstroom I.
opnieuw bij eenheid bevinden elektrische vermogensfactor I en E zich in dezelfde fase. Dus, bij eenheid machtsfactor, φa is fase met E. dus bij deze voorwaarde, ankerflux is in fase met geïnduceerde emf E en veldflux is in kwadratuur met E. vandaar, ankerflux φa is in kwadratuur met hoofdveld flux φf.
omdat deze twee fluxen loodrecht op elkaar staan, is de ankerreactie van de alternator bij de vermogensfactor eenheid louter vervormend of kruismagnetiserend.
aangezien de ankerflux de hoofdveldflux loodrecht op elkaar duwt, blijft de verdeling van de hoofdveldflux onder een poolvlak niet gelijkmatig verdeeld. De fluxdichtheid onder de uiteinden van de trailing pole neemt iets toe, terwijl deze onder de uiteinden van de leading pole afneemt.
Ankerreactie van de Alternator bij een achterblijvende Nulvermogensfactor
bij een achterblijvende nulvermogensfactor ligt de ankerstroom 90o lager dan de geïnduceerde emf in de anker.
als de emf die door de hoofdveldflux in de ankerspoel wordt geïnduceerd, leidt de emf de hoofdveldflux met 90o.,
bij wt = 0 is E dus maximaal en φf is nul.
bij wt = 90o is E nul en φf heeft de maximale waarde.
bij wt = 180o is E maximaal en φf nul.
bij wt = 270o is E nul en φf heeft een negatieve maximumwaarde.
hier kreeg φf de maximale waarde 90o voor E. dus φf leidt E met 90o.
nu is ankerstroom I evenredig met ankerflux φa, en I loopt E met 90o. φa loopt E met 90o.
dus kan worden geconcludeerd dat, veldflux φf leidt E met 90o.
daarom werken ankerflux en veldflux direct tegen elkaar in. De ankerreactie van de alternator bij een achterblijvende vermogensfactor nul is dus een zuiver demagnetiserend type. Dat betekent dat de armatuur flux direct de hoofdveldflux verzwakt.
Armatuur Reactie van de Alternator bij Toonaangevende Power Factor
Bij toonaangevende factor van de macht staat, armatuur huidige “ik” leidt geïnduceerde emf E door een hoek van 90o. We hebben weer te zien, veld flux φf leidt, veroorzaakt emf E door 90o.
Nogmaals, armatuur flux φa evenredig is met armatuur huidige I. Vandaar, φa is in fase I. Vandaar armatuur flux φa leidt ook E, door 90o als ik leidt E door 90o.
Als in dit geval zowel armatuur flux en veld flux leiden, geïnduceerde emf E door 90o, kan worden gezegd, veld flux en armatuur flux in dezelfde richting. De resulterende flux is dus eenvoudig de rekenkundige som van de veldflux en de armatuurflux. Vandaar, eindelijk, kan worden gezegd dat de ankerreactie van de alternator als gevolg van een zuiver leidende elektrische vermogensfactor is het magnetiseren type.
aard van de Ankerreactie
- de ankerreactie flux is constant van grootte en draait met synchrone snelheid.
- de ankerreactie is kruismagnetiserend wanneer de generator een belasting levert bij de vermogensfactor eenheid.
- wanneer de generator een belasting levert bij de belangrijkste vermogensfactor, is de ankerreactie gedeeltelijk demagnetiserend en gedeeltelijk kruismagnetiserend.
- wanneer de generator een belasting levert bij de belangrijkste vermogensfactor, is de ankerreactie gedeeltelijk magnetiserend en gedeeltelijk kruismagnetiserend.De Armatuurflux werkt onafhankelijk van de hoofdveldflux.