Reacció de l'armadura en alternadors
Definició de la reacció de l'armadura
La reacció de l'armadura en un alternador es defineix com l'efecte del camp magnètic de l'armadura sobre el camp magnètic principal de l'alternador o generador síncron.
Interacció del camp magnètic
Quan l'armadura porta corrent, el seu camp magnètic interacciona amb el camp principal, causant o bé una distorsió (magnetització transversal) o una reducció (desmagnetització) del flux del camp principal.
Influència del factor de potència
Amb un factor de potència unitari, l'angle entre la corrent de l'armadura I i la f.e.m. induïda E, és zero. Això significa que la corrent de l'armadura i la f.e.m. induïda estan en la mateixa fase. Però sabem teòricament que la f.e.m. induïda a l'armadura és deguda al canvi del flux del camp principal, enllaçat amb el conductor de l'armadura.
Com que el camp s'excita amb CC, el flux del camp principal és constant respecte als imans del camp, però serà alternant respecte a l'armadura, ja que hi ha un moviment relatiu entre el camp i l'armadura en l'alternador. Si el flux del camp principal de l'alternador respecte a l'armadura es pot representar com
Llavors, la f.e.m. E induïda a través de l'armadura és proporcional a, dφf/dt.
Per tant, des d'aquestes equacions (1) i (2) queda clar que l'angle entre φf i la f.e.m. induïda E serà 90o.
Ara, el flux de l'armadura φa és proporcional a la corrent de l'armadura I. Per tant, el flux de l'armadura φa està en fase amb la corrent de l'armadura I.
Un altre cop, amb un factor de potència elèctrica unitari, I i E estan en la mateixa fase. Així, amb un factor de potència unitari, φa està en fase amb E. En aquesta condició, el flux de l'armadura està en fase amb la f.e.m. induïda E i el flux del camp està en quadratura amb E. Per tant, el flux de l'armadura φa està en quadratura amb el flux del camp principal φf.
Com que aquests dos fluxos són perpendiculars entre si, la reacció de l'armadura de l'alternador amb un factor de potència unitari és purament distorsionadora o de tipus magnetització transversal.
Com que el flux de l'armadura empeny el flux del camp principal perpendicularment, la distribució del flux del camp principal sota una cara de pol no roman uniformement distribuïda. La densitat de flux sota les puntes de pol retardades augmenta lleugerament mentre que sota les puntes de pol avançades disminueix.
Càrregues retardades i avançades
En condicions de factor de potència avançat, la corrent de l'armadura "I" precedeix la f.e.m. induïda E per un angle de 90o. Un altre cop, hem mostrat que el flux del camp φf precedeix la f.e.m. induïda E per 90o.
Un altre cop, el flux de l'armadura φa és proporcional a la corrent de l'armadura I. Per tant, φa està en fase amb I. Per tant, el flux de l'armadura φa també precedeix E, per 90o, ja que I precedeix E per 90o.
Com que en aquest cas, tant el flux de l'armadura com el flux del camp precedeixen la f.e.m. induïda E per 90o, es pot dir que el flux del camp i el flux de l'armadura van en la mateixa direcció. Per tant, el flux resultant és simplement la suma aritmètica del flux del camp i el flux de l'armadura. Per tant, finalment, es pot dir que la reacció de l'armadura de l'alternador deguda a un factor de potència elèctrica purament avançat és de tipus magnetització.
Efecte del factor de potència unitari
El flux de la reacció de l'armadura és constant en magnitud i gira a velocitat síncrona.
La reacció de l'armadura és de magnetització transversal quan el generador alimenta una càrrega amb un factor de potència unitari.
Quan el generador alimenta una càrrega amb un factor de potència avançat, la reacció de l'armadura és parcialment desmagnetitzadora i parcialment de magnetització transversal.
Quan el generador alimenta una càrrega amb un factor de potència avançat, la reacció de l'armadura és parcialment magnetitzadora i parcialment de magnetització transversal.
El flux de l'armadura actua independentment del flux del camp principal.
