Rövidítő reakció alternátorokban
Rövidítő reakció definíció
A rövidítő reakció egy alternátorban vagy szinkronos generátorban a rövidítő mágneses mezőének hatása a fő mágneses mezőre.
Mágneses mezők interakciója
Amikor a rövidítő áramot vezet, a rövidítő mágneses mező interakciót alakít ki a fő mezővel, ami a fő mező fluktuációjának torzítását (keresztmágnesezést) vagy csökkentését (demágnesezést) okozza.
Teljesítményfaktor hatása
Egység teljesítményfaktor esetén a rövidítő áram I és az indukált gerjesztőerő E közötti szög nulla. Ez azt jelenti, hogy a rövidítő áram és az indukált gerjesztőerő ugyanabban a fázisban vannak. De tudjuk elméletileg, hogy a rövidítőben indukált gerjesztőerő a fő mező fluktuációjának változásából ered, amely a rövidítő vezetőivel kapcsolatban áll.
Mivel a mező DC-vel van felhajtva, a fő mező fluktuációja állandó a mezőmagnesek szerint, de a rövidítő szerint váltakozó lesz, mivel a mező és a rövidítő között relatív mozgás létezik az alternátorban. Ha az alternátor fő mező fluktuációja a rövidítő szerint megadható:
Akkor a rövidítőn keresztül indukált gerjesztőerő E arányos dφf/dt-vel.
Tehát, a fenti (1) és (2) egyenletekből világos, hogy φf és az indukált gerjesztőerő E közötti szög 90o.
Most, a rövidítő fluktuáció φa arányos a rövidítő árammal I. Tehát, a rövidítő fluktuáció φa a rövidítő árammal I egyfázisú.
Ismét, egység elektrikus teljesítményfaktor esetén I és E ugyanabban a fázisban vannak. Így, egység teljesítményfaktor esetén, φa egyfázisú E-vel. Így, ebben a feltételben, a rövidítő fluktuáció egyfázisú az indukált gerjesztőerő E-vel, és a fő mező fluktuációja kvadratúrában van E-vel. Tehát, a rövidítő fluktuáció φa kvadratúrában van a fő mező fluktuációval φf-vel.
Mivel ez a két fluktuáció merőleges egymásra, az alternátor rövidítő reakciója egység teljesítményfaktor esetén tiszta torzító vagy keresztmágnesező típusú.
Mivel a rövidítő fluktuáció perpendikulárisan nyomja a fő mező fluktuációját, a fő mező fluktuáció eloszlása a póluslap alatt nem marad egyenletesen osztatlan. A záró pólusok alatti fluktuáció sűrűsége kissé növekszik, míg a vezető pólusok alatt csökken.
Késő és előrevető terhelések
Előrevető teljesítményfaktor esetén a rövidítő áram „I” 90o-s szöggel precedálja az indukált gerjesztőerőt E. Ismét, azt mutattuk, hogy a fő mező fluktuáció φf 90o-s szöggel precedálja az indukált gerjesztőerőt E.
Ismeretes, hogy a rövidítő fluktuáció φa arányos a rövidítő árammal I. Tehát, φa egyfázisú I-vel. Így, a rövidítő fluktuáció φa is 90o-s szöggel precedálja E-t, mivel I precedálja E-t 90o-s szöggel.
Mivel ebben az esetben mind a rövidítő fluktuáció, mind a fő mező fluktuáció 90o-s szöggel precedálja az indukált gerjesztőerőt E, mondhatjuk, hogy a fő mező fluktuáció és a rövidítő fluktuáció ugyanabban az irányban vannak. Így, a végeredményben a fő mező fluktuáció és a rövidítő fluktuáció összege a fő mező fluktuáció és a rövidítő fluktuáció aritmetikai összege. Tehát, végül, azt mondhatjuk, hogy az alternátor rövidítő reakciója tiszta előrevető elektrikus teljesítményfaktor esetén mágnesező típusú.
Egység teljesítményfaktor hatása
A rövidítő reakció fluktuációja állandó nagyságú és szinkron sebességgel forog.
A rövidítő reakció keresztmágnesező, amikor a generátor terhelést szolgáltat egység teljesítményfaktorral.
Amikor a generátor terhelést szolgáltat előrevető teljesítményfaktorral, a rövidítő reakció részben demágnesező és részben keresztmágnesező.
Amikor a generátor terhelést szolgáltat előrevető teljesítményfaktorral, a rövidítő reakció részben mágnesező és részben keresztmágnesező.
A rövidítő fluktuáció független a fő mező fluktuációjától.
