Rövidített DC-generátorban发生的电枢反应

Forgatóköri reakció definíciója és mágneses mező hatásai

Definíció: A forgatóköri reakció alapvetően leírja a forgatóköri mágneses mező és a főmező kölcsönhatását, különösen jellemzi, hogyan befolyásolja a forgatóköri áramkör a főmezőt. A forgatóköri mágneses mező az áramerősített forgatóköri vezetékek által jön létre, míg a főmezőt a mágneses pólusok erősítik. A forgatóköri fluxus két fő hatással van a főmezőre:

• A főmező torzulása: A forgatóköri reakció térbeli torzulást okoz a főmező fluxus eloszlásában;

• A főmező gyengülése: Ugyanakkor csökkenti a főmező fluxus amplitúdját.

Mágneses mező eloszlása egy tehermentes két-pólos DC generátorban

Vegyünk egy példaként a lent látható két-pólos DC generátort. Amikor a generátor tehermentesen működik (azaz a forgatóköri áram nulla), csak a főpólusok mágnesmozgatható erője (MMF) létezik a gépben. A főpólusok MMF-jének által generált mágneses fluxus egyenletesen oszlik el a mágneses tengely mentén, amely a déli és északi pólus közötti középvonalat definiálja. A rajzon a nyíl jelzi a főmágneses fluxus Φₘ irányát. A mágneses semleges tengely (vagy sík) merőleges erre a mágneses fluxus tengelyére.

Az MNA egybeesik a geometriai semleges tengellyel (GNA). A DC gépek kefei mindig ezen a tengelyen helyezkednek el, ezért ezt a tengelyt szintén kommutációs tengelynek nevezik.

Áramerősített forgatóköri vezetékek mágneses mező elemzése

Képzeljük el azt a helyzetet, amikor csak a forgatóköri vezetékek visznek áramot, a főpólusokban nincs áram. Az egyszeri pólus alatt minden vezetékben az áramirány egyenletes. A vezetékekben indukált áram irányát a Fleming jobbkezes szabály határozza meg, míg a vezetékek által generált fluxus irányát a Korkskruzs szabály.

A bal oldali forgatóköri vezetékekben az áram a papír felé halad (körben belüli kereszt jelöléssel). Ezeknek a vezetékeknek a mágnesmozgatható erői (MMF) kombinálva egy lefelé mutató összefoglaló fluxust hoznak létre a forgatókörben. Hasonlóképpen, a jobb oldali vezetékekben az áram a papír felől halad (körben belüli pont jelöléssel), míg az MMF-k is kombinálva lefelé mutató fluxust hoznak létre. Így, a vezetékek mindkét oldalán lévő MMF-k kombinálva olyan összefoglaló fluxust hoznak létre, amely lefelé mutat, ahogy a rajzon a forgatóköri vezetékek által indukált fluxus Φₐ nyíllal jelölve látható.

A lentebb bemutatott rajz azzal a feltétellel illusztrálja, amikor a mezőáram és a forgatóköri áram is hat a vezetékekre.

Forgatóköri reakció hatásai elektromos gépekben

Tehermentes működés esetén a gép két mágneses fluxussal rendelkezik: a forgatóköri fluxussal (amely a forgatóköri vezetékekben áramló áramok által generált) és a mezőpólus fluxussal (amely a fő mezőpólusok által termelt). Ezek a fluxusok kombinálva alkotnak egy összefoglaló fluxust Φᵣ, ahogy a rajzon látható.

Amikor a mező fluxus interakcióba kerül a forgatóköri fluxussal, torzulás történik: a fluxussűrűség növekszik az N-pólus felső részén és az S-pólus alsó részén, miközben csökken az N-pólus alsó részén és az S-pólus felső részén. Az összefoglaló fluxus a generátor forgási irányába tolódik, a mágneses semleges tengely (MNA)—mely mindig merőleges az összefoglaló fluxusra—hasonlóan mozog.

A forgatóköri reakció főbb hatásai:

• Fluxussűrűség aszimmetriája

• A forgatóköri reakció növeli a fluxussűrűséget a pólus egyik fele, miközben csökkenti a másik fele fluxussűrűségét.

• A teljes pólus fluxus enyhe mértékben csökken, csökkentve a terminális feszültséget—ez a jelenség a demelegítő hatás.

• Fluxus hullámforma torzulása

• Az összefoglaló fluxus torzítja a mágneses mezőt.

• Generátorokban az MNA azzal a módon tolódik, mint az összefoglaló fluxus; motorokban pedig ellentétes irányban.

• Kommutációs kihívások

• A forgatóköri reakció fluxust indukál a semleges zónában, ami feszültségeket generál, amelyek kommutációs problémákat okoznak.

• Semleges tengelyek definíciói

• Az MNA ott található, ahol az indukált EMF nulla.

• A geometriai semleges tengely (GNA) szimmetrikusan bisekciózza a forgatókör magját.