Reacción del armadura en alternadores
Definición de Reacción del Armadura
La reacción del armadura en un alternador se define como el efecto del campo magnético del armadura sobre el campo magnético principal del alternador o generador síncrono.
Interacción de Campos Magnéticos
Cuando el armadura lleva corriente, su campo magnético interactúa con el campo principal, causando una distorsión (magnetización cruzada) o reducción (desmagnetización) del flujo del campo principal.
Influencia del Factor de Potencia
A factor de potencia unitario, el ángulo entre la corriente del armadura I y la fuerza electromotriz inducida E, es cero. Esto significa que la corriente del armadura y la fuerza electromotriz inducida están en la misma fase. Pero sabemos teóricamente que la fuerza electromotriz inducida en el armadura se debe al cambio del flujo del campo principal, vinculado con el conductor del armadura.
Como el campo está excitado por corriente continua, el flujo del campo principal es constante respecto a los imanes del campo, pero será alterno respecto al armadura, ya que hay un movimiento relativo entre el campo y el armadura en el alternador. Si el flujo del campo principal del alternador respecto al armadura puede representarse como
Entonces la fuerza electromotriz E inducida a través del armadura es proporcional a, dφf/dt.
Por lo tanto, a partir de estas ecuaciones (1) y (2) queda claro que el ángulo entre φf y la fuerza electromotriz E inducida será 90o.
Ahora, el flujo del armadura φa es proporcional a la corriente del armadura I. Por lo tanto, el flujo del armadura φa está en fase con la corriente del armadura I.
Nuevamente, a factor de potencia eléctrico unitario, I y E están en la misma fase. Entonces, a factor de potencia unitario, φa está en fase con E. En esta condición, el flujo del armadura está en fase con la fuerza electromotriz E y el flujo del campo está en cuadratura con E. Por lo tanto, el flujo del armadura φa está en cuadratura con el flujo del campo principal φf.
Como estos dos flujos son perpendiculares entre sí, la reacción del armadura del alternador a factor de potencia unitario es puramente distorsionante o de magnetización cruzada.
Como el flujo del armadura empuja el flujo del campo principal perpendicularmente, la distribución del flujo del campo principal bajo la cara de un polo no permanece uniformemente distribuida. La densidad de flujo bajo las puntas de polo rezagadas aumenta ligeramente mientras que bajo las puntas de polo adelantadas disminuye.
Cargas Atrasadas y Adelantadas
En condiciones de factor de potencia adelantado, la corriente del armadura "I" adelanta a la fuerza electromotriz E por un ángulo de 90o. Nuevamente, hemos mostrado que el flujo del campo φf adelanta a la fuerza electromotriz E por 90o.
Nuevamente, el flujo del armadura φa es proporcional a la corriente del armadura I. Por lo tanto, φa está en fase con I. Por lo tanto, el flujo del armadura φa también adelanta a E, por 90o, ya que I adelanta a E por 90o.
Como en este caso, tanto el flujo del armadura como el flujo del campo adelantan a la fuerza electromotriz E por 90o, se puede decir que el flujo del campo y el flujo del armadura están en la misma dirección. Por lo tanto, el flujo resultante es simplemente la suma aritmética del flujo del campo y el flujo del armadura. Por último, se puede decir que la reacción del armadura del alternador debido a un factor de potencia eléctrico puramente adelantado es de tipo magnetizante.
Efecto del Factor de Potencia Unitario
El flujo de reacción del armadura es constante en magnitud y gira a velocidad sincrónica.
La reacción del armadura es de magnetización cruzada cuando el generador suministra una carga a factor de potencia unitario.
Cuando el generador suministra una carga a factor de potencia adelantado, la reacción del armadura es parcialmente desmagnetizante y parcialmente de magnetización cruzada.
Cuando el generador suministra una carga a factor de potencia adelantado, la reacción del armadura es parcialmente magnetizante y parcialmente de magnetización cruzada.
El flujo del armadura actúa independientemente del flujo del campo principal.
