Cosa è la Reazione dell'Armatura nella Macchina a Corrente Continua?
Cos'è la reazione dell'armatura in una macchina a corrente continua?
Definizione di reazione dell'armatura
La reazione dell'armatura in un motore a corrente continua è l'effetto del flusso magnetico dell'armatura sul campo magnetico principale, che ne modifica la distribuzione e l'intensità.
Magnetizzazione trasversale
La magnetizzazione trasversale dovuta alla corrente dell'armatura influenza il campo magnetico spostando l'asse neutrale magnetico, causando problemi di efficienza.
Spostamento delle spazzole
Una soluzione naturale al problema sembra essere lo spostamento delle spazzole lungo la direzione di rotazione in azione generatrice e contro la direzione di rotazione in azione motrice, il che comporterebbe una riduzione del flusso nell'aria. Questo ridurrebbe la tensione indotta nel generatore e aumenterebbe la velocità nel motore. La forza magnetomotrice (mmf) demagnetizzante così prodotta è data da:
Dove,
Ia = corrente dell'armatura,
Z = numero totale di conduttori,
P = numero totale di poli,
β = spostamento angolare delle spazzole (in gradi elettrici).
Lo spostamento delle spazzole ha limitazioni serie, quindi le spazzole devono essere spostate in una nuova posizione ogni volta che cambia il carico, la direzione di rotazione o la modalità di funzionamento. In considerazione di ciò, lo spostamento delle spazzole è limitato solo a macchine molto piccole. Anche qui, le spazzole sono fisse in una posizione corrispondente al carico normale e alla modalità di funzionamento. A causa di queste limitazioni, questo metodo non è generalmente preferito.
Interpoli
Le limitazioni dello spostamento delle spazzole hanno portato all'utilizzo di interpoli in quasi tutte le macchine a corrente continua di media e grande taglia. Gli interpoli sono poli lunghi ma stretti posizionati sull'asse interpolare. Hanno la polarità del polo successivo (nel senso della rotazione) in azione generatrice e del polo precedente (che è passato dietro nella sequenza di rotazione) in azione motrice. L'interpolo è progettato per neutralizzare la forza magnetomotrice (mmf) della reazione dell'armatura sull'asse interpolare. Poiché gli interpoli sono connessi in serie con l'armatura, il cambiamento di direzione della corrente nell'armatura cambia la direzione dell'interpolo.
Questo avviene perché la direzione della forza magnetomotrice (mmf) della reazione dell'armatura è sull'asse interpolare. Fornisce anche una tensione di commutazione per la bobina in fase di commutazione tale che la tensione di commutazione neutralizzi completamente la tensione di reazione (L × di/dt). Pertanto, non si verifica alcuno scintillamento.
Gli avvolgimenti interpolari sono sempre mantenuti in serie con l'armatura, quindi gli avvolgimenti interpolari trasportano la corrente dell'armatura; pertanto funzionano in modo soddisfacente indipendentemente dal carico, dalla direzione di rotazione o dalla modalità di funzionamento. Gli interpoli sono fatti più stretti per assicurare che influenzino solo la bobina in fase di commutazione e il loro effetto non si estenda ad altre bobine. La base degli interpoli è fatta più larga per evitare la saturazione e migliorare la risposta.
Avvolgimento compensatore
Il problema di commutazione non è l'unico problema nelle macchine a corrente continua. A carichi pesanti, la reazione dell'armatura magnetizzante trasversalmente può causare una densità di flusso molto alta sulla punta del polo posteriore in azione generatrice e sulla punta del polo anteriore in azione motrice.
Di conseguenza, la bobina sotto questa punta può sviluppare una tensione indotta sufficientemente alta da causare un flash over tra i segmenti del collettore associati, particolarmente perché questa bobina è fisicamente vicina alla zona di commutazione (alle spazzole) dove la temperatura dell'aria potrebbe già essere alta a causa del processo di commutazione.
Principali svantaggi degli avvolgimenti compensatori
In macchine grandi soggette a sovraccarichi pesanti o bloccaggio
In piccoli motori soggetti a inversioni improvvise e accelerazioni elevate.
