Armeringsreaksjon i alternatorer

Definisjon av armaturreaksjon

Armaturreaksjon i en alternator defineres som effekten av armaturens magnetfelt på hovedmagnetfeltet i alternatoren eller synkrongenerator.

 Magnetfeltinteraksjon

Når armaturen bærer strøm, interagerer dens magnetfelt med hovedfeltet, noe som fører til enten forvrengning (tvær-magnetisering) eller reduksjon (demagnetisering) av hovedfeltfluksen.

Effekt av effektfaktor

Ved enhets-effektfaktor er vinkelen mellom armaturestrømmen I og den induerte spennings E, null. Dette betyr at armaturestrømmen og den induerte spenningen er i samme fase. Men vi vet teoretisk at spenningen som indueres i armaturen, skyldes den endrende hovedfeltfluksen, knyttet til armaturelederen.

Da feltet er oppladet med DC, er hovedfeltfluksen konstant i forhold til feltmagneterne, men den vil være alternerende i forhold til armaturen, da det er relativ bevegelse mellom felt og armature i alternatoren. Hvis hovedfeltfluksen i alternatoren i forhold til armaturen kan representeres som

Så er den induerte spenningen E over armaturen proporsjonal med, dφf/dt.

Derfor er det klart fra disse ovennevnte ligningene (1) og (2) at vinkelen mellom φf og den induerte spenningen E vil være 90^o.

Nå, armaturefluksen φa er proporsjonal med armaturestrømmen I. Derfor er armaturefluksen φa i fase med armaturestrømmen I.

Igjen ved enhets-effektfaktor er I og E i samme fase. Så ved enhets-effektfaktor er φa i fase med E. Så under dette forholdet, er armaturefluksen i fase med den induerte spenningen E, og feltfluksen er i kvadratur med E. Derfor er armaturefluksen φa i kvadratur med hovedfeltfluksen φf.

Ettersom disse to fluksene står vinkelrett på hverandre, er armaturreaksjonen i alternatoren ved enhets-effektfaktor rent tvær-magnetiserende type.

Da armaturefluksen skubber hovedfeltfluksen vinkelrett, blir fordelingen av hovedfeltfluksen under polflaten ikke jevnt fordelt. Fluksdensiteten under de etterpolene øker litt, mens den under de forpolene minker.

Forsinket og forhasted belastning

Ved forhasted effektfaktor, leder armaturestrømmen "I" den induerte spenningen E med en vinkel på 90o. Vi har nettopp vist at feltfluksen φf leder den induerte spenningen E med 90o.

Igjen, er armaturefluksen φa proporsjonal med armaturestrømmen I. Derfor er φa i fase med I. Derfor leder også armaturefluksen φa E, med 90o, siden I leder E med 90o.

Ettersom både armaturefluksen og feltfluksen leder den induerte spenningen E med 90o, kan det si at feltfluksen og armaturefluksen peker i samme retning. Derfor er den resulterende fluksen bare aritmetisk sum av feltfluksen og armaturefluksen. Så til slutt kan det si at armaturreaksjonen i alternatoren ved ren forhasted elektrisk effektfaktor er magnetiserende type.

Effekt av enhets-effektfaktor

• Armaturreaksjonsfluksen er konstant i størrelse og roterer med synkron hastighet.

• Armaturreaksjonen er tvær-magnetiserende når generatoren leverer last ved enhets-effektfaktor.

• Når generatoren leverer last ved forhasted effektfaktor, er armaturreaksjonen delvis demagnetiserende og delvis tvær-magnetiserende.

• Når generatoren leverer last ved forhasted effektfaktor, er armaturreaksjonen delvis magnetiserende og delvis tvær-magnetiserende.

• Armaturefluksen virker uavhengig av hovedfeltfluksen.