fiecare mașină electrică rotativă funcționează pe baza Legii lui Faraday. Fiecare mașină electrică necesită un câmp magnetic și o bobină (cunoscută sub numele de armătură) cu o mișcare relativă între ele. În cazul unui alternator, furnizăm energie electrică polului pentru a produce câmp magnetic și puterea de ieșire este preluată din armătură. Datorită mișcării relative între câmp și armătură, conductorul armăturilor taie fluxul câmpului magnetic și, prin urmare, ar exista o schimbare a legăturii fluxului cu acești conductori de armătură. Conform Legii inducției electromagnetice a lui Faraday, ar exista un emf indus în armătură. Astfel, de îndată ce sarcina este conectată cu bornele armăturii, există un curent care curge în bobina armăturii.
de îndată ce curentul începe să curgă prin conductorul armăturii, există un efect invers al acestui curent asupra fluxului principal de câmp al alternatorului (sau al generatorului sincron). Acest efect invers este denumit reacție de armătură în alternator sau generator sincron. Cu alte cuvinte, efectul fluxului de armătură (stator) asupra fluxului produs de polii câmpului rotorului se numește reacție de armătură.
știm deja că un conductor care transportă curent își produce propriul câmp magnetic, iar acest câmp magnetic afectează câmpul magnetic principal al alternatorului.
are două efecte nedorite, fie distorsionează câmpul principal, fie reduce fluxul principal de câmp sau ambele. Acestea deteriorează performanța mașinii. Când câmpul este distorsionat, este cunoscut sub numele de efect de magnetizare încrucișată. Și când fluxul de câmp se reduce, este cunoscut sub numele de efect demagnetizant.
conversia energiei electromecanice are loc prin câmp magnetic ca mediu. Datorită mișcării relative între conductorii armăturii și câmpul principal, un emf este indus în înfășurările armăturii a căror magnitudine depinde de viteza relativă și de fluxul magnetic. Datorită reacției armăturii, fluxul este redus sau distorsionat, EMF-ul net indus este, de asemenea, afectat și, prin urmare, performanța mașinii se degradează.
reacția armăturii în Alternator
într-un alternator ca toate celelalte mașini sincrone, efectul reacției armăturii depinde de factorul de putere, adică relația de fază dintre tensiunea terminalului și curentul armăturii.
puterea reactivă (întârziere) este energia câmpului magnetic, deci dacă generatorul furnizează o sarcină întârziată, aceasta implică faptul că furnizează energie magnetică sarcinii. Deoarece această putere provine din excitația mașinii sincrone, puterea reactivă netă se reduce în generator.
prin urmare, reacția armăturii este demagnetizantă. În mod similar, reacția armăturii are efect de magnetizare atunci când generatorul furnizează o sarcină de conducere (deoarece sarcina de conducere ia var de conducere) și în schimb dă var rămas (energie magnetică) generatorului. În cazul unei sarcini pur rezistive, reacția armăturii este doar magnetizantă încrucișată.
reacția armăturii alternatorului sau a generatorului sincron depinde de unghiul de fază dintre curentul armăturii statorului și tensiunea indusă pe înfășurarea armăturii alternatorului.
diferența de fază dintre aceste două cantități, adică. Curentul și tensiunea armăturii pot varia de la-90o la + 90o
dacă acest unghi este,
pentru a înțelege efectul real al acestui unghi asupra reacției armăturii alternatorului, vom lua în considerare trei cazuri standard,
- când reactia de armatura a alternatorului la factorul de putere unitate
- când reactia de armatura a alternatorului la factorul de putere unitate
la factorul de putere unitate, unghiul dintre curentul de armatura I si emf e indus este zero. Asta înseamnă că curentul armăturii și emf induse sunt în aceeași fază. Dar știm teoretic că emf indus în armătură se datorează schimbării fluxului principal de câmp, legat de conductorul armăturii.
deoarece câmpul este excitat de DC, fluxul principal de câmp este constant în ceea ce privește magneții de câmp, dar ar fi alternativ în ceea ce privește armătura, deoarece există o mișcare relativă între câmp și armătură în alternator. Dacă fluxul de câmp principal al alternatorului în ceea ce privește armătura poate fi reprezentat ca
atunci EMF e indus de-a lungul armăturii este proporțional cu, D.
prin urmare, din aceste ecuații de mai sus (1) și (2), este clar că unghiul dintre, centimetrul și EMF e indus va fi 90o.
acum, fluxul de armătură ilqua este proporțional cu curentul de armătură I. Prin urmare, fluxul de armătură ilqua este în fază cu curentul de armătură I.
din nou la unitate factorul de putere electrică I și E sunt în aceeași fază. Deci, la factorul de putere de unitate, xca este faza cu E. Deci, în această condiție, fluxul de armătură este în fază cu EMF e indus, iar fluxul de câmp este în cuadratură cu E. Prin urmare, fluxul de armătură xca este în cuadratură cu fluxul de câmp principal XIF.
deoarece aceste două fluxuri sunt perpendiculare între ele, reacția de armătură a alternatorului la factorul de putere al unității este de tip pur distorsionant sau de magnetizare încrucișată.
pe măsură ce fluxul de armătură împinge fluxul principal de câmp perpendicular, distribuția fluxului principal de câmp sub o față de pol nu rămâne uniform distribuită. Densitatea fluxului sub vârfurile stâlpului de tracțiune crește oarecum, în timp ce sub vârfurile polului de conducere scade.reacția armăturii alternatorului la factorul de putere zero rămas
la factorul de putere electrică zero rămas, curentul armăturii rămâne cu 90o la emf indus în armătură.
ca emf indus în bobina armăturii datorită fluxului principal de câmp, astfel emf conduce fluxul principal de câmp cu 90o. din ecuația (1) obținem, fluxul de câmp,
prin urmare, la wt = 0, E este maxim și 0 este zero.
la wt = 90o, E este zero, iar valoarea maximă a CIFF-ului este egală cu valoarea maximă.
la wt = 180o, E este maxim și zero, iar la zero.
la wt = 270o, E este zero, iar valoarea maximă negativă este egală cu valoarea maximă negativă.
aici, a primit o valoare maximă de 90o înainte de E. Prin urmare, a primit o valoare maximă de 90o.
acum, curentul de armătură I este proporțional cu fluxul de armătură de 90o. prin urmare, a primit o valoare maximă de 90o.
deci, se poate concluziona că fluxul de câmp de 90o conduce e de 90o.
prin urmare, fluxul de armătură și fluxul de câmp acționează direct unul față de celălalt. Astfel, reacția armăturii alternatorului la factorul de putere zero rămas este un tip pur demagnetizant. Asta înseamnă că fluxul de armătură slăbește direct fluxul principal de câmp.reacția de armătură a alternatorului la factorul de putere de conducere
la starea factorului de putere de conducere, curentul de armătură „I” conduce EMF e indus de un unghi 90o. din nou, am arătat doar, fluxul de câmp conductori de la irakf, indus de emf e de 90o.
din nou, fluxul de armătură i conduce e de 90o.
ca și în acest caz atât fluxul de armătură, cât și fluxul de câmp plumb, Indus EMF e de 90o, se poate spune că fluxul de câmp și fluxul de armătură sunt în aceeași direcție. Prin urmare, fluxul rezultat este pur și simplu suma aritmetică a fluxului de câmp și a fluxului de armătură. Prin urmare, în cele din urmă, se poate spune că reacția armăturii alternatorului datorită unui factor de putere electrică pur conducător este tipul de magnetizare.natura reacției armăturii
- fluxul de reacție al armăturii este constant în magnitudine și se rotește la viteză sincronă.
- reacția armăturii se magnetizează încrucișat atunci când generatorul furnizează o sarcină la factorul de putere al unității.
- când generatorul furnizează o sarcină la factorul de putere de conducere, reacția armăturii este parțial demagnetizantă și parțial magnetizantă încrucișată.
- când generatorul furnizează o sarcină la factorul de putere de conducere, reacția armăturii este parțial magnetizantă și parțial magnetizantă încrucișată.
- fluxul de armătură acționează independent de fluxul principal de câmp.