Phản ứng Armature trong máy phát điện xoay chiều

Định nghĩa về Phản ứng Armature

Phản ứng armature trong máy phát điện xoay chiều được định nghĩa là hiệu ứng của từ trường của armature đối với từ trường chính của máy phát điện hoặc máy phát điện đồng bộ.

 Tương tác Từ Trường

Khi armature mang dòng điện, từ trường của nó tương tác với từ trường chính, gây ra sự biến dạng (cross-magnetizing) hoặc giảm (demagnetizing) từ thông của từ trường chính.

Ảnh hưởng của Hệ số Công suất

Ở hệ số công suất đơn vị, góc giữa dòng điện armature I và điện áp cảm ứng E, là không. Điều đó có nghĩa là, dòng điện armature và điện áp cảm ứng cùng pha. Nhưng chúng ta biết rằng lý thuyết cho thấy điện áp cảm ứng trong armature do từ thông chính thay đổi, liên kết với dây dẫn armature.

Vì từ trường được kích thích bằng DC, từ thông chính là hằng số so với nam châm từ, nhưng nó sẽ dao động so với armature do có chuyển động tương đối giữa từ trường và armature trong máy phát điện. Nếu từ thông chính của máy phát điện so với armature có thể biểu diễn như sau

Thì điện áp cảm ứng E trên armature tỷ lệ thuận với, dφf/dt.

Do đó, từ các phương trình (1) và (2) trên, rõ ràng góc giữa φf và điện áp cảm ứng E sẽ là 90^o.

Bây giờ, từ thông armature φa tỷ lệ thuận với dòng điện armature I. Do đó, từ thông armature φa cùng pha với dòng điện armature I.

Lại nữa, ở hệ số công suất điện đơn vị I và E cùng pha. Vì vậy, ở hệ số công suất đơn vị, φa cùng pha với E. Do đó, tại điều kiện này, từ thông armature cùng pha với điện áp cảm ứng E và từ thông chính φf vuông góc với E. Do đó, từ thông armature φa vuông góc với từ thông chính φf.

Vì hai từ thông này vuông góc với nhau, phản ứng armature của máy phát điện ở hệ số công suất đơn vị hoàn toàn là loại biến dạng hoặc cross-magnetising.

Vì từ thông armature đẩy từ thông chính vuông góc, phân bố từ thông chính dưới mặt cực không còn phân bố đều. Mật độ từ thông dưới phần đuôi cực tăng một chút trong khi dưới phần đầu cực giảm.

Tải Lagging và Leading

Ở điều kiện hệ số công suất leading, dòng điện armature "I" dẫn trước điện áp cảm ứng E bởi góc 90o. Lại nữa, chúng ta đã chỉ ra, từ thông chính φf dẫn trước điện áp cảm ứng E bởi 90o.

Lại nữa, từ thông armature φa tỷ lệ thuận với dòng điện armature I. Do đó, φa cùng pha với I. Do đó, từ thông armature φa cũng dẫn trước E, bởi 90o vì I dẫn trước E bởi 90o.

Trong trường hợp này, cả từ thông armature và từ thông chính đều dẫn trước điện áp cảm ứng E bởi 90o, có thể nói, từ thông chính và từ thông armature cùng hướng. Do đó, từ thông tổng cộng đơn giản là tổng cộng đại số của từ thông chính và từ thông armature. Cuối cùng, có thể nói rằng phản ứng armature của máy phát điện do hệ số công suất điện hoàn toàn leading là loại từ hóa.

Hiệu ứng Hệ số Công suất Đơn vị

• Từ thông phản ứng armature có cường độ không đổi và quay ở tốc độ đồng bộ.

• Phản ứng armature là cross magnetising khi máy phát cung cấp tải ở hệ số công suất đơn vị.

• Khi máy phát cung cấp tải ở hệ số công suất leading, phản ứng armature là một phần demagnetising và một phần cross-magnetising.

• Khi máy phát cung cấp tải ở hệ số công suất leading, phản ứng armature là một phần từ hóa và một phần cross-magnetising.

• Từ thông armature hoạt động độc lập với từ thông chính.