Reacción da armadura nos alternadores

Definición de Reacción da Armadura

A reacción da armadura nun alternador defínese como o efecto do campo magnético da armadura no campo magnético principal do alternador ou xerador síncrono.

 Interacción dos Campos Magnéticos

Cando a armadura leva corrente, o seu campo magnético interacciona co campo principal, causando ou distorsión (magnetización cruzada) ou redución (desmagnetización) do fluxo do campo principal.

Influencia do Factor de Potencia

Ao factor de potencia unidade, o ángulo entre a corrente da armadura I e a f.e.m. inducida E, é cero. Iso significa que a corrente da armadura e a f.e.m. inducida están na mesma fase. Pero sabemos teoricamente que a f.e.m. inducida na armadura debe ao cambio do fluxo do campo principal, ligado co condutor da armadura.

Como o campo está excitado por CC, o fluxo do campo principal é constante respecto aos imanes do campo, pero será alternativo respecto á armadura xa que hai un movemento relativo entre o campo e a armadura no alternador. Se o fluxo do campo principal do alternador respecto á armadura puidese representar como

Entón a f.e.m. E a través da armadura é proporcional a, dφf/dt.

Por tanto, a partir destas ecuacións (1) e (2) é claro que o ángulo entre, φf e a f.e.m. inducida E será 90^o.

Agora, o fluxo da armadura φa é proporcional á corrente da armadura I. Polo tanto, o fluxo da armadura φa está en fase coa corrente da armadura I.

Novamente ao factor de potencia eléctrica unidade I e E están na mesma fase. Polo tanto, ao factor de potencia unidade, φa está en fase con E. Así, nesta condición, o fluxo da armadura está en fase coa f.e.m. inducida E e o fluxo do campo está en cuadratura con E. Polo tanto, o fluxo da armadura φa está en cuadratura co fluxo do campo principal φf.

Como estes dous fluxos son perpendiculares entre si, a reacción da armadura do alternador ao factor de potencia unidade é puramente distorsionante ou do tipo magnetización cruzada.

Como o fluxo da armadura empuxa o fluxo do campo principal perpendicularmente, a distribución do fluxo do campo principal baixo a cara dun polo non permanece uniformemente distribuída. A densidade de fluxo baixo as puntas do polo traseiro aumenta algo mentres que baixo as puntas do polo frontal diminúe.

Cargas Retardadas e Anticipadas

Na condición de factor de potencia anticipado, a corrente da armadura “I” antecipa á f.e.m. inducida E por un ángulo de 90o. Novamente, mostramos que o fluxo do campo φf antecipa á f.e.m. inducida E por 90o.

Novamente, o fluxo da armadura φa é proporcional á corrente da armadura I. Polo tanto, φa está en fase con I. Polo tanto, o fluxo da armadura φa tamén antecipa E, por 90o xa que I antecipa E por 90o.

Como neste caso ambos os fluxos, o da armadura e o do campo, antecipan á f.e.m. inducida E por 90o, pode dicirse que o fluxo do campo e o fluxo da armadura están na mesma dirección. Polo tanto, o fluxo resultante é simplemente a suma aritmética do fluxo do campo e do fluxo da armadura. Polo tanto, finalmente, pódese dicir que a reacción da armadura do alternador debido a un factor de potencia eléctrico puramente anticipado é do tipo magnetización.

Efecto do Factor de Potencia Unidade

• O fluxo de reacción da armadura é constante en magnitude e rota a velocidade síncrona.

• A reacción da armadura é de magnetización cruzada cando o xerador abastece unha carga ao factor de potencia unidade.

• Cando o xerador abastece unha carga ao factor de potencia anticipado a reacción da armadura é parcialmente desmagnetizadora e parcialmente de magnetización cruzada.

• Cando o xerador abastece unha carga ao factor de potencia anticipado a reacción da armadura é parcialmente magnetizadora e parcialmente de magnetización cruzada.

• O fluxo da armadura actúa independentemente do fluxo do campo principal.