¿Qué es la Reacción del Armadura en una Máquina DC?
¿Qué es la reacción del armazón en una máquina de corriente directa?
Definición de la reacción del armazón
La reacción del armazón en un motor de corriente directa es el efecto del flujo magnético del armazón sobre el campo magnético principal, cambiando su distribución e intensidad.
Magnetización cruzada
La magnetización cruzada debido a la corriente del armazón afecta el campo magnético desplazando el eje neutro magnético, lo que resulta en problemas de eficiencia.
Desplazamiento de los cepillos
Una solución natural al problema parece ser desplazar los cepillos en la dirección de rotación en la acción del generador y en contra de la dirección de rotación en la acción del motor, lo que resultaría en una reducción del flujo en el espacio de aire. Esto reduciría la tensión inducida en el generador y aumentaría la velocidad en el motor. El mmf (fuerza electromotriz) demagnetizante producido se da por:
Donde,
Ia = corriente del armazón,
Z = número total de conductores,
P = número total de polos,
β = desplazamiento angular de los cepillos de carbón (en grados eléctricos).
El desplazamiento de los cepillos tiene limitaciones serias, por lo que los cepillos tienen que desplazarse a una nueva posición cada vez que cambia la carga o la dirección de rotación o el modo de operación. En vista de esto, el desplazamiento de los cepillos se limita solo a máquinas muy pequeñas. Aquí también, los cepillos están fijados en una posición correspondiente a su carga normal y al modo de operación. Debido a estas limitaciones, este método generalmente no se prefiere.
Polo intermedio
La limitación del desplazamiento de los cepillos ha llevado al uso de polos intermedios en casi todas las máquinas de corriente directa de tamaño mediano y grande. Los polos intermedios son polos largos pero estrechos colocados en el eje interpolar. Tienen la polaridad del polo siguiente (que viene en la secuencia de rotación) en la acción del generador y del polo anterior (que ha pasado detrás en la secuencia de rotación) en la acción del motor. El polo intermedio está diseñado para neutralizar el mmf de la reacción del armazón en el eje interpolar. Dado que los polos intermedios están conectados en serie con el armazón, el cambio de dirección de la corriente en el armazón cambia la dirección del polo intermedio.
Esto se debe a que la dirección del mmf de la reacción del armazón está en el eje interpolar. También proporciona tensión de conmutación para la bobina que está siendo conmutada de tal manera que la tensión de conmutación neutraliza completamente la tensión de reactancia (L × di/dt). Así, no se produce chisporroteo.
Los devanados interpolar siempre están en serie con el armazón, por lo que el devanado interpolar lleva la corriente del armazón; por lo tanto, funciona satisfactoriamente independientemente de la carga, la dirección de rotación o el modo de operación. Los polos intermedios se hacen más estrechos para asegurar que solo influyan en la bobina que está siendo conmutada y que su efecto no se extienda a otras bobinas. La base de los polos intermedios se hace más ancha para evitar la saturación y mejorar la respuesta.
Bobinado compensador
El problema de conmutación no es el único problema en las máquinas de corriente directa. Con cargas pesadas, la reacción de armazón magnetizadora cruzada puede causar una densidad de flujo muy alta en la punta del polo posterior en la acción del generador y en la punta del polo anterior en la acción del motor.
Como consecuencia, la bobina bajo esta punta puede desarrollar una tensión inducida lo suficientemente alta como para causar un flashover entre los segmentos adyacentes del colector, especialmente porque esta bobina está físicamente cerca de la zona de conmutación (en los cepillos) donde la temperatura del aire podría estar ya alta debido al proceso de conmutación.
Principales inconvenientes del bobinado compensador
En máquinas grandes sujetas a sobrecargas pesadas o frenado
En motores pequeños sujetos a reversión repentina y aceleración alta.
