Reazione dell'armatura negli alternatori

Definizione della Reazione dell'Armatura

La reazione dell'armatura in un alternatore è definita come l'effetto del campo magnetico dell'armatura sul campo magnetico principale dell'alternatore o generatore sincrono.

 Interazione dei Campi Magnetici

Quando l'armatura trasporta corrente, il suo campo magnetico interagisce con il campo principale, causando o la distorsione (magnetizzazione incrociata) o la riduzione (demagnetizzazione) del flusso del campo principale.

Influenza del Fattore di Potenza

Al fattore di potenza unitario, l'angolo tra la corrente dell'armatura I e la forza elettromotrice indotta E, è zero. Ciò significa che la corrente dell'armatura e la forza elettromotrice indotta sono in fase. Ma sappiamo teoricamente che la forza elettromotrice indotta nell'armatura è dovuta al cambiamento del flusso del campo principale, collegato con i conduttori dell'armatura.

Poiché il campo è eccitato da corrente continua, il flusso del campo principale è costante rispetto ai magneti del campo, ma sarà alternato rispetto all'armatura poiché c'è un movimento relativo tra campo e armatura nell'alternatore. Se il flusso del campo principale dell'alternatore rispetto all'armatura può essere rappresentato come

Allora la forza elettromotrice E indotta attraverso l'armatura è proporzionale a, dφf/dt.

Pertanto, da queste equazioni (1) e (2) sopra è chiaro che l'angolo tra φf e la forza elettromotrice indotta E sarà 90^o.

Ora, il flusso dell'armatura φa è proporzionale alla corrente dell'armatura I. Pertanto, il flusso dell'armatura φa è in fase con la corrente dell'armatura I.

Di nuovo, al fattore di potenza elettrico unitario, I ed E sono in fase. Quindi, al fattore di potenza unitario, φa è in fase con E. Quindi, in questa condizione, il flusso dell'armatura è in fase con la forza elettromotrice indotta E e il flusso del campo è in quadratura con E. Pertanto, il flusso dell'armatura φa è in quadratura con il flusso del campo principale φf.

Poiché questi due flussi sono perpendicolari tra loro, la reazione dell'armatura dell'alternatore al fattore di potenza unitario è puramente distortiva o di tipo magnetizzante incrociato.

Poiché il flusso dell'armatura spinge il flusso del campo principale perpendicolarmente, la distribuzione del flusso del campo principale sotto una faccia del polo non rimane uniformemente distribuita. La densità di flusso sotto le estremità dei poli posteriori aumenta leggermente, mentre sotto le estremità dei poli anteriori diminuisce.

Cariichi Induttivi e Capacitivi

Nelle condizioni di fattore di potenza capacitivo, la corrente dell'armatura "I" precede la forza elettromotrice indotta E di un angolo di 90o. Ancora, abbiamo mostrato che il flusso del campo φf precede la forza elettromotrice indotta E di 90o.

Ancora, il flusso dell'armatura φa è proporzionale alla corrente dell'armatura I. Pertanto, φa è in fase con I. Pertanto, il flusso dell'armatura φa precede E, di 90o poiché I precede E di 90o.

Poiché in questo caso sia il flusso dell'armatura che il flusso del campo precedono la forza elettromotrice indotta E di 90o, si può dire che il flusso del campo e il flusso dell'armatura sono nella stessa direzione. Pertanto, il flusso risultante è semplicemente la somma aritmetica del flusso del campo e del flusso dell'armatura. Pertanto, alla fine, si può dire che la reazione dell'armatura dell'alternatore dovuta a un fattore di potenza capacitivo puro è di tipo magnetizzante.

Effetto del Fattore di Potenza Unitario

• Il flusso della reazione dell'armatura è costante in magnitudine e ruota alla velocità sincrona.

• La reazione dell'armatura è di tipo magnetizzante incrociato quando il generatore fornisce un carico al fattore di potenza unitario.

• Quando il generatore fornisce un carico a fattore di potenza capacitivo, la reazione dell'armatura è parzialmente demagnetizzante e parzialmente magnetizzante incrociato.

• Quando il generatore fornisce un carico a fattore di potenza capacitivo, la reazione dell'armatura è parzialmente magnetizzante e parzialmente magnetizzante incrociato.

• Il flusso dell'armatura agisce indipendentemente dal flusso del campo principale.