cada máquina elétrica de gerencio trabalha baseado na lei de Faraday. Cada máquina elétrica requer um campo magnético e uma bobina (conhecida como armadura) com um movimento relativo entre eles. No caso de um alternador, nós fornecemos a eletricidade ao polo para produzir o campo magnético e a potência de saída é tomada da armadura. Devido ao movimento relativo entre o campo e a armadura, o condutor das armaduras corta o fluxo do campo magnético e, portanto, haveria mudança de ligação de fluxo com esses condutores de armadura. De acordo com a Lei de indução eletromagnética de Faraday, haveria um emf induzido na armadura. Assim, assim que a carga é conectada com terminais de armadura, há uma corrente Fluindo Na bobina de armadura.
assim que a corrente começa a fluir através do condutor da armadura, há um efeito reverso dessa corrente no fluxo de campo principal do alternador (ou gerador síncrono). Este efeito reverso é referido como reação de armadura no alternador ou gerador síncrono. Em outras palavras, o efeito do fluxo de armadura (estator) no fluxo produzido pelos pólos de campo do rotor é chamado de reação de armadura.
já sabemos que um condutor de transporte de corrente produz seu próprio campo magnético, e esse campo magnético afeta o principal campo magnético do alternador.
tem dois efeitos indesejáveis, ou distorce o campo principal, ou reduz o fluxo do campo principal ou ambos. Eles deterioram o desempenho da máquina. Quando o campo fica distorcido, é conhecido como um efeito de magnetização cruzada. E quando o fluxo de campo é reduzido, é conhecido como efeito desmagnetizador.
a conversão de energia eletromecânica ocorre através do campo magnético como meio. Devido ao movimento relativo entre os condutores da armadura e o campo principal, um emf é induzido nos enrolamentos da armadura cuja magnitude depende da velocidade relativa e bem como do fluxo magnético. Devido à reação da armadura, o fluxo é reduzido ou distorcido, o emf líquido induzido também é afetado e, portanto, o desempenho da máquina se degrada.
reação da armadura no alternador
em um alternador como todas as outras máquinas síncronas, o efeito da reação da armadura depende do fator de potência, ou seja, da relação de fase entre a tensão terminal e a corrente da armadura.
a potência reativa (defasagem) é a energia do campo magnético, portanto, se o gerador fornecer uma carga defasada, isso implica que ele está fornecendo energia magnética para a carga. Como essa potência vem da excitação da máquina síncrona, a potência reativa líquida é reduzida no gerador.
portanto, a reação da armadura está desmagnetizando. Da mesma forma, a reação da armadura tem efeito de magnetização quando o gerador fornece uma carga principal (à medida que a carga principal leva o VAR principal) e, em troca, dá var retardante (energia magnética) ao gerador. Em caso de carga puramente resistiva, a reação da armadura é apenas magnetização cruzada.
a reação da armadura do alternador ou gerador síncrono, depende do ângulo de fase entre, corrente da armadura do estator e tensão induzida através do enrolamento da armadura do alternador.
a diferença de fase entre essas duas quantidades, ou seja, Armadura de corrente e de tensão podem variar de – 90o a + 90o
Se este ângulo θ, em seguida,,
Para entender o efeito real do ângulo de reação da armadura do alternador, vamos considerar três casos,
- Quando θ = 0
- Quando θ = 90o
- Quando θ = – 90o
Reação da Armadura do Alternador no Fator de Potência da Unidade
No fator de potência da unidade, o ângulo entre a armadura de corrente I e induzida emf E, é zero. Isso significa que a corrente de armadura e o emf induzido estão na mesma fase. Mas sabemos teoricamente que o emf induzido na armadura é devido à mudança do fluxo de campo principal, ligado ao condutor da armadura.
como o campo é excitado por DC, o fluxo de campo principal é constante em relação aos ímãs de campo, mas estaria alternando em relação à armadura, pois há um movimento relativo entre campo e armadura no alternador. Se o fluxo de campo principal do alternador em relação à armadura puder ser representado como
, então o emf e induzido através da armadura é proporcional a, dφf/dt.
Portanto, a partir destas equações acima (1) e (2) é claro que o ângulo entre, φf e induzida emf E será de 90o.
Agora, armadura fluxo φa é proporcional à corrente de armadura I. Portanto, a armadura de fluxo φa está em fase com a corrente de armadura I.
Novamente a unidade de energia elétrica fator I e e estão na mesma fase. Então, no fator de potência de unidade, φa é fase com E. então, nesta condição, o fluxo de armadura está em fase com emf e induzido e o fluxo de campo está em quadratura com E. Portanto, o fluxo de armadura φa está em quadratura com fluxo de campo principal φf.
como esses dois fluxos são perpendiculares entre si, a reação da armadura do alternador no fator de potência de unidade é puramente distorcida ou do tipo de magnetização cruzada.
à medida que o fluxo da armadura empurra o fluxo do campo principal perpendicularmente, a distribuição do fluxo do campo principal sob uma face do Pólo não permanece uniformemente distribuída. A densidade de fluxo sob as pontas do poste de fuga aumenta um pouco, enquanto sob as pontas do pólo principal diminui.
reação da armadura do alternador no fator de potência Zero atrasado
no fator de potência elétrica zero atrasado, a corrente da armadura fica em 90o para emf induzido na armadura.
como o emf induzido na bobina de armadura devido ao fluxo de campo principal, assim, o emf conduz o fluxo de campo principal em 90o. da equação (1) obtemos, o fluxo de campo,
portanto, em wt = 0, E é máximo e φf é zero.
em wt = 90o, E é zero e φf tem valor máximo.
em wt = 180o, E é máximo e φf zero.
em wt = 270o, E é zero e φf tem valor máximo negativo.
Aqui, φf tem valor máximo 90o antes de E. Portanto, φf leva E por 90o.
Agora, armadura corrente I é proporcional à armadura de fluxo φa, e eu gal E por 90o. Assim, φa gal E por 90o.
Assim, pode-se concluir que, de campo de fluxo φf leva E por 90o.
Portanto, a armadura de fluxo e de campo de fluxo de agir diretamente opostas uma à outra. Assim, a reação da armadura do alternador no fator de potência zero atrasado é um tipo puramente desmagnetizante. Isso significa que o fluxo da armadura enfraquece diretamente o fluxo do campo principal.
Reação da Armadura do Alternador na Liderança do Fator de Potência
A maior potência do fator de condição, armadura atual do “eu” leva induzida emf E por um ângulo de 90o. Novamente, temos mostrado apenas, campo de fluxo φf leva, induzida pelo emf E por 90o.
Novamente, armadura fluxo φa é proporcional à corrente de armadura I. Assim, φa está em fase com I. Portanto, a armadura de fluxo φa também leva E, por 90o como eu leva E por 90o.
Como no caso da armadura de fluxo e de campo de fluxo de chumbo, induzida pelo emf E por 90o, pode-se dizer, de campo de fluxo de armadura e fluxo são na mesma direção. Portanto, o fluxo resultante é simplesmente soma aritmética de fluxo de campo e fluxo de armadura. Assim, finalmente, pode-se dizer que a reação da armadura do alternador devido a um fator de potência elétrica puramente principal é o tipo de magnetização.
natureza da reação da armadura
- o fluxo da reação da armadura é constante em magnitude e gira em velocidade síncrona.
- a reação da armadura é magnetização cruzada quando o gerador fornece uma carga no fator de potência unity.
- quando o gerador fornece uma carga no fator de potência principal, a reação da armadura é parcialmente desmagnetizadora e parcialmente magnetizadora cruzada.
- quando o gerador fornece uma carga no fator de potência principal, a reação da armadura é parcialmente magnetizadora e parcialmente magnetizadora cruzada.
- o fluxo da armadura atua independentemente do fluxo do campo principal.