Armaturreaktion i alternatorer

Definition af Armaturreaktion

Armaturreaktion i en alternator defineres som effekten af armaturets magnetfelt på den primære magnetiske felt i alternatoren eller synkrongenerator.

 Magnetfeltinteraktion

Når armaturen fører strøm, interagerer dens magnetfelt med det primære felt, hvilket enten forårsager forvrængning (kryds-magnetisering) eller reduktion (demagnetisering) af det primære feltflod.

Indflydelse af Effektivitetsfaktor

Ved enhedseffektivitetsfaktor er vinklen mellem armaturstrømmen I og den inducerede spænding E, nul. Dette betyder, at armaturstrømmen og den inducerede spænding er i samme fase. Men vi ved teoretisk, at den inducerede spænding i armaturen skyldes den ændrede primære feltflod, der er forbundet med armatureledningen.

Da feltet er ansporet med DC, er den primære feltflod konstant i forhold til feltmagneterne, men den vil være alternerende i forhold til armaturen, da der er relativ bevægelse mellem felt og armature i alternatoren. Hvis den primære feltflod i alternatoren i forhold til armaturen kan repræsenteres som

Så er den inducerede spænding E over armaturen proportional med, dφf/dt.

Derfor er det klart fra disse ovenstående ligninger (1) og (2), at vinklen mellem φf og den inducerede spænding E vil være 90^o.

Nu er armaturens flux φa proportional med armaturstrømmen I. Derfor er armaturens flux φa i fase med armaturstrømmen I.

Igen ved enhedselektrisk effektivitetsfaktor er I og E i samme fase. Så ved enhedseffektivitetsfaktor er φa i fase med E. Så under denne betingelse er armaturens flux i fase med den inducerede spænding E, og feltfluxen er i kvadratur med E. Derfor er armaturens flux φa i kvadratur med den primære feltflux φf.

Da disse to fluxer står vinkelret på hinanden, er armaturreaktionen i alternatoren ved enhedseffektivitetsfaktor rent forvridende eller kryds-magnetiserende type.

Da armaturens flux skubber den primære feltflux vinkelret, forbliver distributionen af den primære feltflux under en polflade ikke ensartet fordelt. Fluxdensiteten under de bagerste polspidsstumper øges en smule, mens den under de forreste polspidsstumper formindskes.

Bagefterlægende og Forudlægende Belastninger

Ved forudlægende effektivitetsfaktorbetingelse fører armaturstrømmen "I" den inducerede spænding E med en vinkel på 90o. Igen har vi netop vist, at feltfluxen φf fører den inducerede spænding E med 90o.

Igen er armaturens flux φa proportional med armaturstrømmen I. Derfor er φa i fase med I. Derfor fører armaturens flux φa også E med 90o, da I fører E med 90o.

Da både armaturens flux og feltfluxen i dette tilfælde fører den inducerede spænding E med 90o, kan det siges, at feltfluxen og armaturens flux er i samme retning. Derfor er den resulterende flux blot den aritmetiske sum af feltfluxen og armaturens flux. Derfor kan det sidst sagt, at armaturreaktionen i alternatoren på grund af en rent forudlægende elektrisk effektivitetsfaktor er magnetiserende type.

Effekt af Enhedseffektivitetsfaktor

• Armaturreaktionens flux er konstant i størrelse og roterer med synkronhastighed.

• Armaturreaktionen er kryds-magnetiserende, når generatoren leverer belastning ved enhedseffektivitetsfaktor.

• Når generatoren leverer belastning ved forudlægende effektivitetsfaktor, er armaturreaktionen delvist demagnetiserende og delvist kryds-magnetiserende.

• Når generatoren leverer belastning ved forudlægende effektivitetsfaktor, er armaturreaktionen delvist magnetiserende og delvist kryds-magnetiserende.

• Armaturens flux virker uafhængigt af den primære feltflux.