Hvad er Armaturreaktion i en DC-maskine?

Hvad er armaturreaktion i en DC-maskine?

Definition af armaturreaktion

Armaturreaktionen i en DC-motor er effekten af armaturets magnetiske flux på det hovedmagnetiske felt, hvilket ændrer dets fordeling og intensitet.

Krydsbemagnetisering

Krydsbemagnetisering som følge af armaturstrømmen påvirker det magnetiske felt ved at flytte den magnetiske neutrale akse, hvilket resulterer i effektivitetsproblemer.

Børsteskyvning

En naturlig løsning på problemet er at skyde børsterne langs rotationsretningen i generatorhandlinger og imod rotationsretningen i motorhandlinger, dette ville resultere i en reduktion af luftgapflux. Dette vil reducere den inducerede spænding i generatoren og øge hastigheden i motoren. Den demagnetiserende mmf (magnetisk drivkraft) dermed produceret er givet ved:

Hvor,

Ia = armaturstrøm,

Z = det totale antal ledere,

P = det totale antal poler,

β = vinkelafskyvning af kulbørster (i elektriske grader).

Børsteskyvning har alvorlige begrænsninger, så børsterne skal skydes til en ny position hver gang belastningen ændres, eller rotationsretningen ændres, eller driftsmodus ændres. Med hensyn hertil er børsteskyvning begrænset kun til meget små maskiner. Her er børsterne også fastgjort på en position, der svarer til dens normale belastning og driftsmodus. På grund af disse begrænsninger er denne metode generelt ikke foretrukken.

Interpol

Begrænsningerne ved børsteskyvning har ført til brugen af interpoler i næsten alle mellemstore og store DC-maskiner. Interpoler er lange, men smalle poler placeret i interpoletaksen. De har polariteten af den efterfølgende pol (den næste i rotationssekvensen) i generatorhandlinger og den forudgående pol (som er passeret bagved i rotationssekvensen) i motorhandlinger. Interpolen er designet til at neutralisere armaturreaktionens mmf i interpoletaksen. Da interpoler er forbundet i serie med armaturet, ændrer ændringen i strømretningen i armaturet retningen af interpolen.

Dette er fordi retningen af armaturreaktionens mmf er i interpoletaksen. Det leverer også kommutationsvoltage til spolen, der udsættes for kommutation, så kommutationsvoltage fuldstændigt neutraliser reaktansvoltage (L × di/dt). Derfor finder ingen gnister sted.

Interpole vindinger er altid forbundet i serie med armaturet, så interpole vindingen fører armaturstrømmen; derfor fungerer den tilfredsstillende uanset belastning, rotationsretning eller driftsmodus. Interpoler er lavet smalle for at sikre, at de kun påvirker spolen, der udsættes for kommutation, og at effekten ikke spreder sig til andre spoler. Bunden af interpoler er lavet bredere for at undgå mætningsgrad og forbedre respons.

Kompenseringsvinding

Kommutationsproblem er ikke det eneste problem i DC-maskiner. Ved tung belastning kan krydsbemagnetiserende armaturreaktion forårsage meget høj fluxtæthed i den efterfølgende poletip i generatorhandlinger og den forudgående poletip i motorhandlinger.

Dermed kan spolen under denne tip udvikle en indusceret spænding, der er høj nok til at forårsage en blinkovergang mellem de tilhørende nabostillede kommutatorsegmenter, især fordi denne spole fysisk ligger tæt på kommutationszonen (ved børsterne), hvor lufttemperaturen allerede kan være høj pga. kommutationsprocessen.

Hovedulemper ved kompenseringsvinding

• I store maskiner, der er udsat for tunge overbelastninger eller plugging

• I små motorer, der er udsat for pludselig omvendelse og høj acceleration.