תגובה של מסגרת השדה במנוע ישר זרם

הגדרה והשפעות השדה המגנטי של תגובת הארמור

הגדרה: תגובת הארמור מתארת באופן בסיסי את האינטראקציה בין השדה המגנטי של הארמור לשדה הראשי, ומגדירה כיצד השדה המגנטי של הארמור משפיע על שדה הראשי. השדה המגנטי של הארמור נוצר על ידי מוליכים חשמליים הנושאים זרם בארמור, בעוד ששדה הראשי מופעל על ידי קטבים מגנטיים. השדה המגנטי של הארמור מפעיל שני השפעות עיקריות על שדה הראשי:

• יוון בשדה הראשי: תגובת הארמור גורמת ליוון מרחבית בהפצה של שדה ראשי;

• חלישת שדה הראשי: היא מקטינה בו זמנית את המשרעת של שדה הראשי.

הפצה מגנטית במחולל ישר זרם דו קוטבי במצב ללא עומס

נניח מחולל ישר זרם דו קוטבי כמתואר בתמונה להלן. כאשר המחולל פועל במצב ללא עומס (כלומר, זרם הארמור הוא אפס), קיים רק כוח מגנטי מניע (MMF) של הקטבים הראשיים בתוך המכשיר. השדה המגנטי שנוצר מה-MMF של הקטבים הראשיים מתפזר באופן אחיד לאורך הציר המגנטי, המוגדר כקו האמצעי בין הקוטב הצפוני לקוטב הדרומי. החץ בתמונה מצביע על כיוון השדה המגנטי הראשי Φₘ. הציר האutral המגנטי (או המישור) מאונך לציר של השדה המגנטי הזה.

ציר ה-MNA מתלכד עם הציר האנטרלי הגאומטרי (GNA). משיכות המחולל הישר תמיד ממוקמות בציר זה, ולכן ציר זה נקרא ציר ההמרה.

ניתוח השדה המגנטי של מוליכים חשמליים בארמור הנושאים זרם

נניח מצב שבו מוליכים בארמור בלבד נושאים זרם, ללא זרם בקטבים הראשיים. כיוון הזרם אחיד לכל המוליכים מתחת לקוטב אחד. כיוון הזרם המושרה במוליכים נקבע לפי כלל היד ימין של פלמינג, בעוד שהכיוון של השדה המגנטי שנוצר על ידי מוליכים עוקב אחרי כלל הפקק.

זרם במוליכים בארמור מצד שמאל זורם לתוך הדף (מסומן על ידי צלב בתוך מעגל). כוחות המגנטיזציה (MMFs) של מוליכים אלו מתאחדים כדי ליצור שדה פליטה כלפי מטה דרך הארמור. באופן דומה, מוליכים מצד ימין נושאים זרם הזורם מהדף (מסומן על ידי נקודה בתוך מעגל), ו-MMFs שלהם גם מתאחדים לייצר שדה פליטה כלפי מטה. לכן, MMFs משני הצדדים של המוליכים מתאחדים כך שהשדה הפלויטי התוצאה מכוון כלפי מטה, כפי שמוצג על ידי החץ עבור השדה הפלויטי הנגרם על ידי מוליכים בארמור Φₐ בתמונה למעלה.

התמונה להלן מציגה מצב שבו פעולות הזרם בשדה והזרם בארמור פועלים על המוליכים בו זמנית.

השפעות תגובת הארמור במכונות חשמליות

במצב פעולה ללא עומס, המכונה מציגה שני שדות פליטה: שדה הארמור (הנוצר על ידי זרמים במוליכים בארמור) ושדה קטבים (הנוצר על ידי קטבים ראשיים). השדות הללו מתאחדים כדי ליצור שדה פליטה סופי Φᵣ, כפי שמוצג בתמונה למעלה.

כאשר שדה פליטה ראשית מתנגשת עם שדה פליטה בארמור, מתרחשת יוון: צפיפות הפליטה עולה בראש הקוטב הצפוני והתחתית של הקוטב הדרומי, תוך שהיא יורדת בראש הקוטב הדרומי והתחתית של הקוטב הצפוני. השדה הפלויטי הסופי מזוז לתוך כיוון סיבוב המחולל, עם ציר ה-MNA - תמיד מאונך לשדה הפלויטי הסופי - נע בהתאם.

השפעות עיקריות של תגובת הארמור:

• אי-סימטריה בצפיפות הפליטה

• תגובת הארמור מגבירה צפיפות פליטה בחצי אחד של הקוטב ומקטינה אותה בחצי השני.

• סך כל פליטת הקוטב קטן מעט, מה שמפחית אתря Cary voltage - תופעה הנקראת "השפעת הדמוטגניזציה".

• יוון צורת הפליטה

• הפליטה הסופית מעוותת את השדה המגנטי.

• במחוללים, ציר ה-MNA מזוז עם הפליטה הסופית; במנועים, הוא מזוז בכיוון ההפוך לפליטה הסופית.

• אתגרים בהמרה

• תגובת הארמור משרתת פליטה באזור הנייטרלי, מייצרת מתחים המביאים לבעיות בהמרה.

• הגדרות צירי נייטרלי

• ציר ה-MNA הוא המקום בו ה-EMF המושרת שווה לאפס.

• ציר הנייטרלי הגיאומטרי (GNA) מחלק את הליבה בארמור באופן סימטרי.