อะไรคือ Armature Reaction ในเครื่องจักรกระแสตรง

อะไรคือ Armature Reaction ในเครื่องจักรกระแสตรง?

นิยามของ Armature reaction

Armature reaction ในมอเตอร์กระแสตรงคือผลของฟลักซ์แม่เหล็กของอาร์มาเจอร์ต่อสนามแม่เหล็กหลัก ทำให้การกระจายและการเข้มข้นเปลี่ยนแปลง

การแม่เหล็กขวาง

การแม่เหล็กขวางเนื่องจากกระแสอาร์มาเจอร์ส่งผลต่อสนามแม่เหล็กโดยการย้ายแกนกลางแม่เหล็ก ทำให้เกิดปัญหาเรื่องประสิทธิภาพ

การเลื่อนแปรง

วิธีการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นธรรมชาติคือการเลื่อนแปรงตามทิศทางการหมุนในการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และสวนทางกับทิศทางการหมุนในการทำงานของมอเตอร์ ซึ่งจะทำให้ฟลักซ์ในช่องอากาศลดลง ทำให้แรงดันเหนี่ยวนำในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลงและเพิ่มความเร็วในมอเตอร์ แรงดันแม่เหล็กที่ถูกสร้างขึ้น (magneto motive force) คำนวณได้โดย:

โดยที่,

Ia = กระแสอาร์มาเจอร์,

Z = จำนวนคอนดักเตอร์ทั้งหมด,

P = จำนวนขั้วทั้งหมด,

β = มุมเลื่อนของแปรงคาร์บอน (ในหน่วยองศาไฟฟ้า).

การเลื่อนแปรงมีข้อจำกัดอย่างมาก ดังนั้นแปรงต้องถูกเลื่อนไปยังตำแหน่งใหม่ทุกครั้งที่โหลดเปลี่ยนหรือทิศทางการหมุนเปลี่ยนหรือโหมดการทำงานเปลี่ยน ด้วยเหตุนี้ การเลื่อนแปรงจึงจำกัดเฉพาะเครื่องจักรขนาดเล็กเท่านั้น ที่นี่แปรงจะถูกตรึงไว้ที่ตำแหน่งที่สอดคล้องกับโหลดปกติและโหมดการทำงาน เนื่องจากข้อจำกัดเหล่านี้ วิธีการนี้ไม่ได้รับความนิยม

ขั้วระหว่าง

ข้อจำกัดของการเลื่อนแปรงนำไปสู่การใช้ขั้วระหว่างในเครื่องจักรกระแสตรงขนาดกลางและขนาดใหญ่เกือบทั้งหมด ขั้วระหว่างเป็นขั้วยาวแต่แคบวางไว้บนแกนระหว่างขั้ว ขั้วระหว่างมีขั้วเดียวกับขั้วต่อไป (ตามลำดับการหมุน) ในการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และขั้วที่ผ่านไปแล้ว (ตามลำดับการหมุน) ในการทำงานของมอเตอร์ ขั้วระหว่างถูกออกแบบมาเพื่อทำให้แรงดันแม่เหล็กของอาร์มาเจอร์ในแกนระหว่างขั้วเป็นกลาง ด้วยเหตุที่ขั้วระหว่างเชื่อมต่อกับอาร์มาเจอร์เป็นอนุกรม การเปลี่ยนทิศทางของกระแสในอาร์มาเจอร์จะเปลี่ยนทิศทางของขั้วระหว่าง

เนื่องจากทิศทางของแรงดันแม่เหล็กของอาร์มาเจอร์อยู่ในแกนระหว่างขั้ว นอกจากนี้ยังให้แรงดันในการสลับขั้วสำหรับวงจรที่กำลังสลับขั้ว เพื่อให้แรงดันในการสลับขั้วสามารถทำให้แรงดันปฏิกิริยาเป็นกลาง (L × di/dt) ดังนั้น จะไม่มีประกายไฟเกิดขึ้น

วงจรขั้วระหว่างเชื่อมต่อกับอาร์มาเจอร์เป็นอนุกรมเสมอ ดังนั้นวงจรขั้วระหว่างจะนำกระแสอาร์มาเจอร์ ทำงานได้อย่างพึงพอใจไม่ว่าโหลดจะเป็นอย่างไร ทิศทางการหมุน หรือโหมดการทำงาน ขั้วระหว่างถูกทำให้แคบเพื่อให้แน่ใจว่ามีผลต่อวงจรที่กำลังสลับขั้วเท่านั้น และผลกระทบนั้นไม่กระจายไปยังวงจรอื่น ๆ ฐานของขั้วระหว่างถูกทำให้กว้างขึ้นเพื่อป้องกันการอิ่มตัวและความตอบสนองที่ดีขึ้น

วงจรชดเชย

ปัญหาในการสลับขั้วไม่ใช่ปัญหาเดียวในเครื่องจักรกระแสตรง ที่โหลดหนัก แรงดันแม่เหล็กขวางของอาร์มาเจอร์อาจทำให้ความหนาแน่นฟลักซ์สูงมากที่ปลายขั้วที่ตามหลังในการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและปลายขั้วที่นำหน้าในการทำงานของมอเตอร์

ดังนั้น วงจรภายใต้ปลายขั้วนี้อาจมีแรงดันเหนี่ยวนำสูงพอที่จะทำให้เกิดประกายไฟระหว่างเซ็กเมนต์คอมมิวเตเตอร์ที่อยู่ใกล้เคียง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากวงจรนี้อยู่ใกล้กับโซนการสลับขั้ว (ที่แปรง) ที่อุณหภูมิอากาศอาจสูงเนื่องจากการสลับขั้ว

ข้อเสียหลักของวงจรชดเชย

• ในเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีโหลดเกินหรือการป้อนกลับ

• ในมอเตอร์ขนาดเล็กที่มีการกลับทิศทางอย่างฉับพลันและการเร่งความเร็วสูง