Mi az armatúrreakció a DC gépekben?
Az armatúrreakció definíciója
Az armatúrreakció egy DC motorban az armatúr mágneses folyamatának hatása a fő mágneses mezőre, ami megváltoztatja annak eloszlását és intenzitását.
Átlós mágnesítés
Az armatúr áramnak köszönhetően fellépő átlós mágnesítés hatással van a mágneses mezőre, elmozdítva a mágneses semleges tengelyt, ami hatékonysági problémákhoz vezethet.
Karbantartók eltolása
A probléma természetes megoldása a karbantartók eltolása a forgás irányába a generátorműködés esetén, és ellentétes irányba a motorműködés esetén, ami csökkenteni fogja a levegőrétegbeli mágneses folyamatot. Ez csökkenti a generált feszültséget a generátorban, és növeli a sebességet a motorban. A demagnétizáló mmf (mágnesmozgató erő) így kifejezhető:
Ahol,
Ia = armatúr áram,
Z = vezetékek teljes száma,
P = pólok teljes száma,
β = a szénkarbantartók szögeltolódása (elektromos fokban).
A karbantartók eltolása komoly korlátokkal jár, ezért a terhelés, a forgásirány vagy a működési mód minden változásakor újra el kell tolhatók a karbantartók. Ennek megfelelően, a karbantartók eltolása csak nagyon kis gépeknél alkalmazható. Itt is a karbantartókat a normál terheléshez és a működési módhoz tartozó pozícióban rögzítik. Ezekkel a korlátokkal szemben ez a módszer általában nem preferált.
Interpólus
A karbantartók eltolásának korlátai miatt majdnem minden közepes és nagy méretű DC gépen interpólusokat használnak. Az interpólusok hosszú, de keskeny pólok, amelyeket az interpólus tengelyen helyeznek el. Generátorműködés esetén a következő pólussal (a forgás sorrendjében) azonos polaritásúak, míg motorműködés esetén a korábban elhagyott pólussal. Az interpólusokat úgy tervezték, hogy neutralizálják az armatúrreakciós mmf-et az interpólus tengelyen. Mivel az interpólusok sorosan vannak kapcsolva az armatúrral, az armatúrban lévő áram irányának változása megváltoztatja az interpólus irányát.
Ez azért van, mert az armatúrreakciós mmf iránya az interpólus tengelyen halad. Emellett kommutációs feszültséget biztosít a kommutálást tapasztaló tekercsnek, így a kommutációs feszültség teljesen neutralizálja a reaktancia feszültséget (L × di/dt). Így nem lép fel tükrölés.
Az interpólus tekercseket mindig sorosan kapcsolják az armatúrhoz, ezért az interpólus tekercsek átvinni fogják az armatúr áramot; tehát jól működnek, függetlenül a terheléstől, a forgásiránytól vagy a működési módunktól. Az interpólusokat szűkítik, hogy csak a kommutálást tapasztaló tekercset befolyásolják, és a hatásuk ne terjedjen ki a többi tekercsre. Az interpólusok alapját szélesebbé teszik, hogy elkerüljék a telítődést, és javítsák a válaszidőt.
Kiegyensúlyozó tekercs
A kommutációs probléma nem az egyetlen a DC gépekben. Nehéz terheléseknél az átlós mágnesítési armatúrreakció nagyon magas fluxust okozhat a generátorműködés esetén a hátsó póluspikkelyben, illetve a motorműködés esetén az előtérbeli póluspikkelyben.
Ennek következtében a pikkely alatt lévő tekercs olyan magas indukált feszültséget fejleszthet, ami tiszta átugrást okozhat a hozzá tartozó szomszédos kommutátor szegmensek között, különösen, mivel ez a tekercs fizikailag közel van a kommutációs zónához (a karbantartókhoz), ahol a hőmérséklet már magas lehet a kommutációs folyamat miatt.
A kiegyensúlyozó tekercsek fő hátrányai
Nagy gépek esetén, amelyek súlyos túlterheléseknek vagy fordításnak vannak kitették
Kis motorok esetén, amelyek hirtelen fordulnak és gyorsan gyorsulnak.