واکنش آرماتور در ژنراتورهای متناوب

تعریف واکنش آرماتور

واکنش آرماتور در ژنراتور متناوب به اثر میدان مغناطیسی آرماتور بر روی میدان مغناطیسی اصلی ژنراتور یا ژنراتور همزمان تعریف می‌شود.

 تعامل میدان‌های مغناطیسی

هنگامی که آرماتور جریان حمل می‌کند، میدان مغناطیسی آن با میدان اصلی تعامل دارد و این منجر به تحریف (مغناطیس‌سازی متقاطع) یا کاهش (دی‌مغناطیس‌سازی) فلوکس میدان اصلی می‌شود.

تأثیر عامل قدرت

در عامل قدرت واحد، زاویه بین جریان آرماتور I و القای الکتروموتوری E صفر است. این بدان معناست که جریان آرماتور و القای الکتروموتوری در یک فاز هستند. اما ما نظریاً می‌دانیم که القای الکتروموتوری در آرماتور به دلیل تغییر فلوکس میدان اصلی که با رسانه‌های آرماتور پیوند دارد، ایجاد می‌شود.

چون میدان توسط DC تحریک می‌شود، فلوکس میدان اصلی نسبت به مغناطیس‌های میدان ثابت است، اما نسبت به آرماتور متغیر خواهد بود زیرا حرکت نسبی بین میدان و آرماتور در ژنراتور وجود دارد. اگر فلوکس میدان اصلی ژنراتور نسبت به آرماتور را می‌توان به صورت زیر نشان داد

پس القای الکتروموتوری E در آرماتور متناسب با dφf/dt است.

بنابراین، از این معادلات (1) و (2) واضح است که زاویه بین φf و القای الکتروموتوری E ۹۰ درجه خواهد بود.

حالا، فلوکس آرماتور φa متناسب با جریان آرماتور I است. بنابراین، فلوکس آرماتور φa در یک فاز با جریان آرماتور I است.

دوباره در عامل قدرت واحد I و E در یک فاز هستند. پس در عامل قدرت واحد، φa در یک فاز با E است. بنابراین در این شرایط، فلوکس آرماتور در یک فاز با القای الکتروموتوری E و میدان فلوکس در چهارم E است. بنابراین، فلوکس آرماتور φa در چهارم با فلوکس میدان اصلی φf است.

چون این دو فلوکس عمود بر یکدیگر هستند، واکنش آرماتور ژنراتور در عامل قدرت واحد به طور کامل تحریف یا مغناطیس‌سازی متقاطع است.

چون فلوکس آرماتور فلوکس میدان اصلی را عموداً هل می‌دهد، توزیع فلوکس میدان اصلی زیر سطح قطب یکنواخت باقی نمی‌ماند. چگالی فلوکس زیر قطب‌های پشتی کمی افزایش می‌یابد در حالی که زیر قطب‌های جلویی کاهش می‌یابد.

بارهای پس‌افت و پیش‌افت

در شرایط عامل قدرت پیش‌افت، جریان آرماتور "I" القای الکتروموتوری E را با زاویه ۹۰ درجه پیشی می‌گیرد. دوباره، نشان دادیم که فلوکس میدان φf القای الکتروموتوری E را با ۹۰ درجه پیشی می‌گیرد.

دوباره، فلوکس آرماتور φa متناسب با جریان آرماتور I است. بنابراین، φa در یک فاز با I است. بنابراین، فلوکس آرماتور φa نیز E را با ۹۰ درجه پیشی می‌گیرد زیرا I، E را با ۹۰ درجه پیشی می‌گیرد.

چون در این مورد هر دو فلوکس آرماتور و میدان فلوکس القای الکتروموتوری E را با ۹۰ درجه پیشی می‌گیرند، می‌توان گفت که فلوکس میدان و فلوکس آرماتور در یک جهت هستند. بنابراین، فلوکس نهایی به سادگی مجموع حسابی فلوکس میدان و فلوکس آرماتور است. بنابراین، در نهایت می‌توان گفت که واکنش آرماتور ژنراتور به دلیل عامل قدرت پیش‌افت خالص نوع مغناطیس‌ساز است.

اثر عامل قدرت واحد

• فلوکس واکنش آرماتور در اندازه ثابت است و با سرعت همزمان چرخانده می‌شود.

• واکنش آرماتور وقتی ژنراتور باری را در عامل قدرت واحد تأمین می‌کند مغناطیس‌سازی متقاطع است.

• وقتی ژنراتور باری را در عامل قدرت پیش‌افت تأمین می‌کند واکنش آرماتور بخشی دی‌مغناطیس‌ساز و بخشی مغناطیس‌سازی متقاطع است.

• وقتی ژنراتور باری را در عامل قدرت پیش‌افت تأمین می‌کند واکنش آرماتور بخشی مغناطیس‌ساز و بخشی مغناطیس‌سازی متقاطع است.

• فلوکس آرماتور مستقل از فلوکس میدان اصلی عمل می‌کند.