Reakcija armature v alternatorjih
Definicija reakcije armature
Reakcija armature v alternatorju je definirana kot učinek magnetnega polja armature na glavno magnetno polje alternatorja ali sinhronnega generatorja.
Interakcija magnetnih polj
Ko armatura nosi tok, njen magnetni tok interagira z glavnim poljem, kar povzroča bujalo (premaknjeno magnetiziranje) ali zmanjšanje (demagnetiziranje) glavnega magnetnega toka.
Vpliv faktorja moči
Pri enotnem faktorju moči je kot med armaturnim tokom I in induciranim elektromotornim napetostjo E enak nič. To pomeni, da so armaturni tok in inducirana elektromotorna napetost v isti fazi. Vendar teoretično vemo, da je elektromotorna napetost, ki se inducira v armaturi, posledica spreminjanja glavnega magnetnega toka, povezanega z armaturnimi vodiči.
Ker je polje vzbuženo z enosmerkim tokom, je glavni magnetni tok konstanten glede na polne magnete, vendar bo menjal glede na armaturo, ker obstaja relativna gibanje med poljem in armaturo v alternatorju. Če lahko glavni magnetni tok alternatorja glede na armaturo predstavimo kot
Potem je inducirana elektromotorna napetost E v armaturi sorazmerna s dφf/dt.
Torej, iz zgornjih enačb (1) in (2) je jasno, da bo kot med φf in inducirano elektromotorno napetostjo E 90o.
Sedaj je armaturni tok φa sorazmeren z armaturnim tokom I. Torej je armaturni tok φa v fazi z armaturnim tokom I.
Spet pri enotnem električnem faktorju moči sta I in E v isti fazi. Torej pri enotnem faktorju moči je φa v fazi z E. Torej v tej situaciji je armaturni tok v fazi z inducirano elektromotorno napetostjo E in polni tok je v kvadraturi z E. Torej je armaturni tok φa v kvadraturi z glavnim polnim tokom φf.
Ker sta ta dva toka pravokotna drug na drugega, je reakcija armature alternatorja pri enotnem faktorju moči čisto prekrivajoča ali premaknjena magnetizacija.
Ker armaturni tok potiska glavni polni tok pravokotno, distribucija glavnega polnega toka pod polnim obrazom ni več ravnomerno razporejena. Gostota toka pod zaostalimi polnimi vrhovi nekoliko narašča, medtem ko pod vodilnimi polnimi vrhovi pada.
Zaostali in vodilni obremenitve
Pri vodilnem faktorju moči armaturni tok "I" vodi inducirano elektromotorno napetost E za kot 90o. Ponovno smo pokazali, da polni tok φf vodi inducirano elektromotorno napetost E za 90o.
Ponovno, armaturni tok φa je sorazmeren z armaturnim tokom I. Torej je φa v fazi z I. Torej tudi armaturni tok φa vodi E za 90o, saj I vodi E za 90o.
Ker v tem primeru oboje, armaturni in polni tok, vodita inducirano elektromotorno napetost E za 90o, se lahko trdi, da sta polni in armaturni tok v isti smeri. Torej je rezultantni tok aritmetična vsota polnega in armaturnega toka. Torej na koncu se lahko trdi, da je reakcija armature alternatorja zaradi popolnoma vodilnega električnega faktorja moči magnetizirajoča.
Učinek enotnega faktorja moči
Tok reakcije armature je konstanten po velikosti in se vrti z sinkronsko hitrostjo.
Reakcija armature je premaknjena magnetizacija, ko generator oskrbuje obremenitev pri enotnem faktorju moči.
Ko generator oskrbuje obremenitev pri vodilnem faktorju moči, je reakcija armature delno demagnetizirajoča in delno premaknjena magnetizacija.
Ko generator oskrbuje obremenitev pri vodilnem faktorju moči, je reakcija armature delno magnetizirajoča in delno premaknjena magnetizacija.
Armaturni tok deluje neodvisno od glavnega polnega toka.
