varje roterande elektrisk maskin fungerar baserat på Faradays lag. Varje elektrisk maskin kräver ett magnetfält och en spole (känd som armatur) med en relativ rörelse mellan dem. Vid en generator levererar vi el till Polen för att producera magnetfält och uteffekt tas från ankaret. På grund av relativ rörelse mellan fält och armatur, ledaren av armaturer skär flödet av magnetfält och därmed skulle det förändras flödeslänk med dessa ankarledare. Enligt Faradays lag om elektromagnetisk induktion skulle det finnas en emf inducerad i ankaret. Så snart lasten är ansluten till ankarterminaler finns det en ström som strömmar i ankarspolen.
så snart strömmen börjar strömma genom ankarledaren finns det en omvänd effekt av denna ström på generatorns huvudfältflöde (eller synkron generator). Denna omvända effekt kallas ankarreaktion I generator eller synkron generator. Med andra ord kallas effekten av ankarflöde (stator) på flödet som produceras av rotorfältpolerna armaturreaktion.
vi vet redan att en strömbärande ledare producerar sitt eget magnetfält, och detta magnetfält påverkar generatorns huvudmagnetiska fält.
det har två biverkningar, antingen snedvrider det huvudfältet, eller det minskar huvudfältflödet eller båda. De försämrar maskinens prestanda. När fältet blir förvrängt är det känt som en korsmagnetiserande effekt. Och när fältflödet minskar är det känt som den demagnetiserande effekten.
den elektromekaniska energiomvandlingen sker genom magnetfält som medium. På grund av relativ rörelse mellan ankarledare och huvudfältet induceras en emf i ankarlindningarna vars storlek beror på den relativa hastigheten och såväl som magnetflödet. På grund av ankarreaktion reduceras eller förvrängs flödet, den inducerade nettoemf påverkas också och därmed försämras maskinens prestanda.
Ankarreaktion I generator
i en generator som alla andra synkrona maskiner beror effekten av ankarreaktion på effektfaktorn, dvs fasförhållandet mellan terminalspänningen och ankarströmmen.
reaktiv effekt (eftersläpning) är magnetfältenergin, så om generatorn levererar en eftersläpande belastning, innebär detta att den levererar magnetisk energi till lasten. Eftersom denna effekt kommer från excitation av synkron maskin, blir netto reaktiv effekt minskas i generatorn.
därför är armaturreaktionen demagnetiserande. På samma sätt har ankarreaktionen magnetiserande effekt när generatorn levererar en ledande belastning (eftersom Ledande belastning tar ledande VAR) och i gengäld ger eftersläpande VAR (magnetisk energi) till generatorn. Vid rent resistiv belastning är armaturreaktionen endast korsmagnetisering.
ankarreaktionen hos generatorn eller synkron generator beror på fasvinkeln mellan statorarmaturströmmen och inducerad spänning över armaturlindningen hos generatorn.
fasskillnaden mellan dessa två kvantiteter, dvs. Ankarström och spänning kan variera från-90o till + 90o
om denna vinkel är,
för att förstå den faktiska effekten av denna vinkel på armaturreaktionen hos generatorn kommer vi att överväga tre standardfall,
- vid 0
- vid 90o
- vid 90o
Armaturreaktion av generatorn vid Enhetseffektfaktor
vid enhetseffektfaktor är vinkeln mellan armaturströmmen I och inducerad emf E noll. Det betyder att armaturströmmen och inducerad emf är i samma fas. Men vi vet teoretiskt att emf inducerad i ankaret beror på att huvudfältflödet förändras, kopplat till ankarledaren.
eftersom fältet är upphetsat av DC är huvudfältflödet konstant med avseende på fältmagneter, men det skulle växla med avseende på armatur eftersom det finns en relativ rörelse mellan fält och armatur i generatorn. Om generatorns huvudfältflöde med avseende på ankaret kan representeras som
då inducerad emf E över ankaret är proportionell mot, d oubblerif/dt.
därför, från dessa ovanstående ekvationer (1) och (2) är det uppenbart att vinkeln mellan, OC och inducerad emf e kommer att vara 90o.
nu är ankarflödet OC är proportionellt mot ankarströmmen I. Därför är ankarflödet OC är i fas med ankarströmmen I.
igen vid enhet elektrisk effektfaktor I och E är i samma fas. Så, vid unity power factor, är Macaca fas med E. så vid detta tillstånd är armaturflödet i fas med inducerad emf E och fältflödet är i kvadratur med E. Därför är armaturflödesauktoria i kvadratur med huvudfältflöde.
eftersom dessa två flöden är vinkelräta mot varandra är armaturreaktionen hos generatorn vid enhetseffektfaktor rent snedvridande eller tvärmagnetiserande typ.
eftersom ankarflödet trycker huvudfältflödet vinkelrätt, förblir fördelningen av huvudfältflödet under en polyta inte jämnt fördelad. Flödestätheten under de bakre polspetsarna ökar något medan den under de främre polspetsarna minskar.
Ankarreaktion av Generator vid eftersläpande noll effektfaktor
vid eftersläpande noll elektrisk effektfaktor, ankarströmmen släpar med 90o till inducerad emf i ankaret.
som emf inducerad i ankarspolen på grund av huvudfältflödet leder emf sålunda huvudfältflödet med 90o. från ekvation (1) får vi fältflödet,
därför, vid wt = 0, E är maximal och usci är noll.
vid wt = 90o, E är noll och ubisci har maximalt värde.
vid wt = 180o, E är maximal och ubicf noll.
vid wt = 270o, är e noll och har ett negativt maximivärde.
här fick 00O maximalt värde före E. Därför leder 90o till 90o.
nu är armaturströmmen i proportionell mot ankar flux, och jag släpar E med 90o. därför släpar 90o till 90o.
så kan man dra slutsatsen att fältflöde leder E med 90o.
därför verkar ankarflöde och fältflöde direkt motsatta varandra. Således är armaturreaktionen hos generatorn vid eftersläpande nolleffektfaktor en rent avmagnetiserande typ. Det betyder att ankarflödet direkt försvagar huvudfältflödet.
Ankarreaktion av Generator vid Ledande effektfaktor
vid ledande effektfaktortillstånd inducerade armaturströmmen ”I” – ledningar emf E med en vinkel 90o. återigen har vi visat just, fältflödesaubbif-ledningar, inducerad emf E med 90o.
återigen är armaturflödet bisexa proportionellt mot armaturströmmen I. Därför är Kambodja i fas med I. därför leder armaturflödesaubbica också E, med 90o som i leder e med 90o.
som i detta fall både Ankarflöde och Fältflödesledninginducerad EMF E med 90o, kan man säga, fältflöde och ankarflöde är i samma riktning. Följaktligen är det resulterande flödet helt enkelt aritmetisk summa av fältflöde och ankarflöde. Därför kan man äntligen säga att armaturreaktionen hos generatorn på grund av en rent ledande elektrisk effektfaktor är magnetiseringstypen.
typ av Ankarreaktion
- ankarreaktionsflödet är konstant i storlek och roterar med synkron hastighet.
- armaturreaktionen är korsmagnetisering när generatorn levererar en belastning vid Unity power factor.
- när generatorn levererar en belastning vid ledande effektfaktor är armaturreaktionen delvis avmagnetiserande och delvis tvärmagnetiserande.
- när generatorn levererar en belastning vid ledande effektfaktor är armaturreaktionen delvis magnetiserande och delvis tvärmagnetiserande.
- Ankarflöde verkar oberoende av huvudfältflöde.