DC जनित्र में आर्मेचर प्रतिक्रिया

आर्मेचर प्रतिक्रिया की परिभाषा और चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव

परिभाषा: आर्मेचर प्रतिक्रिया मूल रूप से आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र और मुख्य क्षेत्र के बीच की प्रतिक्रिया का वर्णन करती है, विशेष रूप से यह इस बात का वर्णन करती है कि आर्मेचर फ्लक्स मुख्य क्षेत्र फ्लक्स पर कैसे प्रभाव डालता है। आर्मेचर चुंबकीय क्षेत्र धारा-वहन करने वाले आर्मेचर चालकों द्वारा उत्पन्न होता है, जबकि मुख्य क्षेत्र चुंबकीय ध्रुवों द्वारा प्रेरित होता है। आर्मेचर फ्लक्स मुख्य क्षेत्र फ्लक्स पर दो मुख्य प्रभाव डालता है:

• मुख्य क्षेत्र का विकृति: आर्मेचर प्रतिक्रिया मुख्य क्षेत्र फ्लक्स के वितरण में स्थानिक विकृति का कारण बनती है;

• मुख्य क्षेत्र का कमजोर होना: यह साथ ही मुख्य क्षेत्र फ्लक्स की आयाम को कम करता है।

दो-ध्रुवीय डीसी जनरेटर में बिना लोड की स्थिति में चुंबकीय क्षेत्र का वितरण

नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए दो-ध्रुवीय डीसी जनरेटर पर विचार करें। जब जनरेटर बिना लोड की स्थिति (यानी, आर्मेचर धारा शून्य) में संचालित होता है, तो केवल मुख्य ध्रुवों का चुंबकीय अनुगामी बल (MMF) मशीन के अंदर मौजूद होता है। मुख्य ध्रुवों के MMF द्वारा उत्पन्न चुंबकीय फ्लक्स चुंबकीय अक्ष के साथ समान रूप से वितरित होता है, जो उत्तर और दक्षिण ध्रुव के बीच की केंद्र रेखा के रूप में परिभाषित होता है। चित्र में तीर मुख्य चुंबकीय फ्लक्स Φₘ की दिशा दर्शाता है। चुंबकीय तटस्थ अक्ष (या तल) इस चुंबकीय फ्लक्स के अक्ष के लंबवत होता है।

MNA ज्यामितीय तटस्थ अक्ष (GNA) के साथ संपाती होता है। डीसी मशीनों की ब्रशेज़ हमेशा इस अक्ष पर रखी जाती हैं, और इसलिए इस अक्ष को कम्यूटेशन का अक्ष कहा जाता है।

धारा-वहन करने वाले आर्मेचर चालकों का चुंबकीय क्षेत्र विश्लेषण

एक ऐसी स्थिति पर विचार करें जहाँ केवल आर्मेचर चालक धारा वहन करते हैं, मुख्य ध्रुवों में कोई धारा नहीं होती। एक एकल ध्रुव के तहत सभी चालकों के लिए धारा की दिशा समान होती है। चालकों में प्रेरित धारा की दिशा फ्लेमिंग के दाहिने हाथ के नियम द्वारा निर्धारित होती है, जबकि चालकों द्वारा उत्पन्न फ्लक्स की दिशा कार्क नियम द्वारा निर्धारित होती है।

बाएं ओर के आर्मेचर चालकों में धारा कागज़ में प्रवेश करती है (एक वृत्त के अंदर एक क्रॉस द्वारा दर्शाया गया है)। इन चालकों के चुंबकीय अनुगामी बल (MMFs) एकत्रित होकर आर्मेचर के माध्यम से नीचे की ओर एक परिणामी फ्लक्स उत्पन्न करते हैं। इसी तरह, दाएं ओर के चालक धारा कागज़ से बाहर निकलती है (एक वृत्त के अंदर एक डॉट द्वारा दर्शाया गया है), जिनके MMFs भी नीचे की ओर फ्लक्स उत्पन्न करते हैं। इस प्रकार, चालकों के दोनों तरफ से MMFs इस तरह एकत्रित होते हैं कि उनका परिणामी फ्लक्स नीचे की ओर दिखाए गए चित्र में आर्मेचर-चालक-प्रेरित फ्लक्स Φₐ के लिए तीर द्वारा दर्शाया गया है।

नीचे दिए गए चित्र में दोनों क्षेत्र धारा और आर्मेचर धारा एक साथ चालकों पर कार्य कर रही हैं।

इलेक्ट्रिकल मशीनों में आर्मेचर प्रतिक्रिया के प्रभाव

बिना लोड की संचालन में, मशीन दो चुंबकीय फ्लक्स प्रदर्शित करती है: आर्मेचर फ्लक्स (आर्मेचर चालकों में धाराओं द्वारा उत्पन्न) और क्षेत्र ध्रुव फ्लक्स (मुख्य क्षेत्र ध्रुवों द्वारा उत्पन्न)। ये फ्लक्स एक परिणामी फ्लक्स Φᵣ बनाने के लिए एकत्रित होते हैं, जैसा कि ऊपर दिए गए चित्र में दर्शाया गया है।

जब क्षेत्र फ्लक्स आर्मेचर फ्लक्स के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो विकृति होती है: N-ध्रुव के ऊपरी छोर और S-ध्रुव के निचले छोर पर फ्लक्स घनत्व बढ़ता है, जबकि N-ध्रुव के निचले छोर और S-ध्रुव के ऊपरी छोर पर फ्लक्स घनत्व घटता है। परिणामी फ्लक्स जनरेटर की घूर्णन दिशा में स्थानांतरित होता है, जिसके साथ चुंबकीय तटस्थ अक्ष (MNA) - हमेशा परिणामी फ्लक्स के लंबवत - तथापि स्थानांतरित होता है।

आर्मेचर प्रतिक्रिया के मुख्य प्रभाव:

• फ्लक्स घनत्व की असममिति

• आर्मेचर प्रतिक्रिया ध्रुव के एक आधे में फ्लक्स घनत्व बढ़ाती है जबकि दूसरे आधे में घटाती है।

• कुल ध्रुव फ्लक्स थोड़ा घटता है, जिससे टर्मिनल वोल्टेज घटता है - इस घटना को डिमैग्नेटाइजिंग इफेक्ट कहा जाता है।

• फ्लक्स तरंग रूप की विकृति

• परिणामी फ्लक्स चुंबकीय क्षेत्र को विकृत करता है।

• जनरेटरों में, MNA परिणामी फ्लक्स के साथ स्थानांतरित होता है; मोटरों में, यह परिणामी फ्लक्स के विपरीत स्थानांतरित होता है।

• कम्यूटेशन की चुनौतियाँ

• आर्मेचर प्रतिक्रिया तटस्थ क्षेत्र में फ्लक्स प्रेरित करती है, जो वोल्टेज उत्पन्न करता है जो कम्यूटेशन की समस्याओं का कारण बनता है।

• तटस्थ अक्ष की परिभाषाएँ

• MNA वह स्थान है जहाँ प्रेरित EMF शून्य होता है।

• ज्यामितीय तटस्थ अक्ष (GNA) आर्मेचर कोर को सममित रूप से द्विभाजित करता है।