Armatuurreactie in een gelijkstroomgenerator
Definitie en magnetische veld-effecten van armoreactie
Definitie: Armoreactie beschrijft fundamenteel de interactie tussen het armatuurmagnetisch veld en het hoofdveld, met name hoe het armatuurvlux het hoofdvlux beïnvloedt. Het armatuurmagnetisch veld wordt gegenereerd door stroomvoerende armatuurleiders, terwijl het hoofdveld wordt opgewekt door magneetpolen. Het armatuurvlux heeft twee primaire effecten op het hoofdvlux:
Magnetische veldverdeling in een tweetakige gelijkstroomgenerator onder leegloopcondities
Overweeg de tweetakige gelijkstroomgenerator die in de figuur hieronder is getoond. Wanneer de generator werkt onder leegloopcondities (dat wil zeggen, de armatuurstroom is nul), bestaat er binnen de machine alleen de magnetomotieve kracht (MMK) van de hoofdpolen. Het magnetische vlux dat wordt gegenereerd door de MMK van de hoofdpolen is uniform verdeeld langs de magnetische as, die gedefinieerd wordt als de middenlijn tussen de noord- en zuidpool. De pijl in de figuur geeft de richting aan van het hoofdmagnetische vlux Φₘ. De magnetische neutrale as (of vlak) staat loodrecht op de as van dit magnetische vlux.
De MNA valt samen met de geometrische neutrale as (GNA). De borstels van de gelijkstroommachines zijn altijd geplaatst in deze as, en daarom wordt deze as de commutatieas genoemd.
Magnetische veldanalyse van stroomvoerende armatuurleiders
Overweeg een scenario waarbij alleen armatuurleiders stroom voeren, zonder stroom in de hoofdpolen. De stroomrichting is uniform voor alle leiders onder één pool. De richting van de geïnduceerde stroom in de leiders wordt bepaald door de regel van Fleming's Rechterhand, terwijl de richting van het vlux dat wordt gegenereerd door de leiders volgt de kurkentrekkerregel.
Stroom in linkerkantse armatuurleiders stroomt het papier in (aangeduid door een kruis in een cirkel). De magnetomotieve krachten (MMK's) van deze leiders combineren om een neergaande resulterende flux door de armatuur te genereren. Op soortgelijke wijze dragen rechterkantse leiders stroom die het papier uit gaat (aangeduid door een stip in een cirkel), waarbij hun MMK's ook combineren om neergaande flux te produceren. Dus, MMK's van beide zijden van de leiders combineren zodanig dat hun resulterende flux naar beneden gericht is, zoals aangegeven door de pijl voor de armatuurleider-geïnduceerde flux Φₐ in de bovenstaande figuur.
De figuur hieronder illustreert de toestand waarbij zowel veldstroom als armatuurstroom gelijktijdig op de leiders inwerken.
Effecten van armoreactie in elektrische machines
Bij werking onder leegloopcondities vertoont de machine twee magnetische vluxen: armatuurvlux (opgewekt door stromen in armatuurleiders) en veldpooldlux (geproduceerd door hoofdvelden). Deze vluxen combineren om een resulterende flux Φᵣ te vormen, zoals in de bovenstaande figuur is geïllustreerd.
Wanneer veldvlux interactie heeft met armatuurvlux, treedt vervorming op: de fluxdichtheid neemt toe bij de bovenste punt van de N-pool en de onderste punt van de S-pool, terwijl ze afneemt bij de onderste punt van de N-pool en de bovenste punt van de S-pool. De resulterende flux verschuift in de richting van de rotatie van de generator, met de magnetische neutrale as (MNA)—altijd loodrecht op de resulterende flux—die overeenkomstig verplaatst.
Belangrijkste effecten van armoreactie:
