رد فعل الأرماتور في مولد التيار المستمر
تعريف وتاثيرات المجال المغناطيسي لتفاعل الذراع
التعريف: تصف عملية تفاعل الذراع أساسا التفاعل بين مجال الذراع المغناطيسي والمجال الرئيسي، حيث تحدد كيف يؤثر تدفق الذراع على تدفق المجال الرئيسي. يتم إنتاج المجال المغناطيسي للذراع بواسطة الموصلات الحاملة للتيار في الذراع، بينما يتم تحفيز المجال الرئيسي بواسطة الأقطاب المغناطيسية. يؤدي تدفق الذراع إلى تأثيرين رئيسيين على تدفق المجال الرئيسي:
توزيع المجال المغناطيسي في جهاز توليد كهرباء مستمر ذو قطبين تحت ظروف عدم الحمل
لنفترض وجود جهاز توليد كهرباء مستمر ذو قطبين كما هو موضح في الشكل أدناه. عندما يعمل الجهاز تحت ظروف عدم الحمل (أي أن تيار الذراع صفر)، يوجد فقط القوة المغناطيسية للمقاطع الرئيسية داخل الجهاز. يتم توزيع التدفق المغناطيسي الذي يتم إنتاجه بواسطة القوة المغناطيسية للمقاطع الرئيسية بشكل متساوٍ على طول المحور المغناطيسي، والذي يتم تعريفه كخط الوسط بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي. يشير السهم في الشكل إلى اتجاه التدفق المغناطيسي الرئيسي Φₘ. المحور المحايد المغناطيسي (أو المستوى) عمودي على محور هذا التدفق المغناطيسي.
يتطابق المحور المحايد المغناطيسي مع المحور المحايد الهندسي (GNA). يتم وضع فرش الكهرباء دائمًا على هذا المحور، وبالتالي يسمى محور التحويل.
تحليل المجال المغناطيسي للموصلات الحاملة للتيار في الذراع
لنفترض حالة حيث تحمل موصلات الذراع فقط تيارًا، دون أي تيار في المقاطع الرئيسية. يكون اتجاه التيار موحدًا لكل الموصلات تحت قطب واحد. يتم تحديد اتجاه التيار المندفع في الموصلات بواسطة قاعدة اليد اليمنى لفلينج، بينما يتبع اتجاه التدفق المغناطيسي الذي يتم إنتاجه بواسطة الموصلات قاعدة البرغي.
يتدفق التيار في الموصلات الموجودة على الجانب الأيسر نحو الداخل (يشار إليه بعلامة الصليب داخل دائرة). تجمع القوى المغناطيسية لهذه الموصلات لتنتج تدفقًا نازلاً عبر الذراع. وبالمثل، تحمل الموصلات الموجودة على الجانب الأيمن تيارًا يتدفق خارج الورقة (يشار إليه بنقطة داخل دائرة)، وتنضم قواها المغناطيسية أيضًا لإنتاج تدفق نازل. وهكذا، تتجمع القوى المغناطيسية من كلا الجانبين بحيث يكون تدفقاتها الناتجة موجهة نحو الأسفل، كما يشير السهم لتدفق الذراع المُحدث Φₐ في الشكل أعلاه.
يوضح الشكل أدناه الحالة التي تعمل فيها كل من التيار المغناطيسي والتيار في الذراع على الموصلات في نفس الوقت.
تأثيرات تفاعل الذراع في الآلات الكهربائية
تحت ظروف التشغيل بدون حمل، يظهر الجهاز تدفقيين مغناطيسيين: تدفق الذراع (الذي يتم إنتاجه بواسطة التيار في الموصلات الحاملة للتيار في الذراع) وتدفق القطبين المغناطيسيين (الذي يتم إنتاجه بواسطة القطبين الرئيسيين). يتم دمج هذه التدفقات لتشكيل تدفق ناتج Φᵣ، كما هو موضح في الشكل أعلاه.
عندما يتفاعل تدفق المجال مع تدفق الذراع، يحدث تشوه: تزيد كثافة التدفق في الجزء العلوي من القطب الشمالي وفي الجزء السفلي من القطب الجنوبي، بينما تنخفض في الجزء السفلي من القطب الشمالي وفي الجزء العلوي من القطب الجنوبي. ينتقل التدفق الناتج في اتجاه دوران المولد، ويتحرك المحور المحايد المغناطيسي (MNA)—دائماً عموديًا على التدفق الناتج—وفقًا لذلك.
الآثار الرئيسية لتفاعل الذراع:
