Wat is Armature Reactie in een DC-machine?

Wat is Armature Reactie in een DC-machine?

Definitie van armature reactie

De armature reactie in een DC-motor is het effect van de armature magnetische flux op het hoofdmagnetisch veld, waardoor de verdeling en intensiteit ervan verandert.

Kruismagnetisatie

Kruismagnetisatie door de armature stroom beïnvloedt het magnetische veld door de magnetische neutrale as te verplaatsen, wat leidt tot efficiëntieproblemen.

Borstelverschuiving

Een natuurlijke oplossing voor het probleem is de borstels te verschuiven in de richting van rotatie bij generatoractie en tegen de richting van rotatie bij motoractie. Dit zou resulteeren in een verminderde luchtgapsflux. Dit zal de geïnduceerde spanning in de generator verlagen en de snelheid in de motor verhogen. De demagnetiserende mmf (magneto motive kracht) die hierdoor wordt geproduceerd, wordt gegeven door:

Waarbij,

Ia = armature stroom,

Z = totaal aantal geleiders,

P = totaal aantal polen,

β = hoekelijke verschuiving van koolborstels (in elektrische graden).

Borstelverschuiving heeft ernstige beperkingen, dus de borstels moeten elke keer dat de belasting verandert, de richting van rotatie verandert of de werkwijze verandert, naar een nieuwe positie worden verschoven. In het licht hiervan is borstelverschuiving beperkt tot zeer kleine machines. Hier zijn de borstels ook op een positie vastgezet die overeenkomt met de normale belasting en de werkwijze. Vanwege deze beperkingen wordt deze methode over het algemeen niet verkozen.

Interpole

De beperkingen van borstelverschuiving hebben geleid tot het gebruik van interpolen in bijna alle middelgrote en grote DC-machines. Interpolen zijn lang maar smalle polen die in de interpoole-as worden geplaatst. Ze hebben de polariteit van de volgende pool (volgende in de rotatievolgorde) bij generatoractie en de voorgaande pool (die achteraan in de rotatievolgorde is gepasseerd) bij motoractie. De interpools is ontworpen om de armature reactie mmf in de interpoole-as te neutraliseren. Aangezien interpolen in serie met de armature zijn aangesloten, verandert de richting van de stroom in de armature de richting van de interpools.

Dit komt omdat de richting van de armature reactie mmf in de interpoole-as is. Het biedt ook commutatiespanning voor de spoel die ondergaat aan commutatie, zodat de commutatiespanning de reactiespanning (L × di/dt) volledig neutraliseert. Zo komt er geen vonkenvorming voor.

Interpoolwindingen zijn altijd in serie met de armature, dus de interpoolwinding draagt de armature stroom; daarom werkt het bevredigend ongeacht de belasting, de richting van rotatie of de werkwijze. Interpolen worden smaller gemaakt om ervoor te zorgen dat ze alleen de spoel beïnvloeden die ondergaat aan commutatie en dat hun effect zich niet uitbreidt naar andere sporen. De basis van de interpolen wordt breder gemaakt om verzadiging te voorkomen en de respons te verbeteren.

Compensatiewinding

Commutatieproblemen zijn niet de enige problemen in DC-machines. Bij zware belastingen kan de kruismagnetiserende armature reactie zeer hoge fluxdichtheid veroorzaken in de achterste pooltip bij generatoractie en in de voorste pooltip bij motoractie.

Als gevolg hiervan kan de spoel onder deze tip een geïnduceerde spanning ontwikkelen die hoog genoeg is om een flitsover te veroorzaken tussen de bijbehorende aangrenzende kommutatorsegmenten, vooral omdat deze spoel fysiek dicht bij de commutatiezone (bij de borstels) is, waar de luchttemperatuur mogelijk al hoog is door het commutatieproces.

Grootste nadelen van compensatiewindingen

• In grote machines die blootstaan aan zware overbelasting of plugging

• In kleine motoren die blootstaan aan plotselinge omkering en hoge versnelling.