Reação da Armadura em um Gerador DC
Definição e Efeitos do Campo Magnético da Reação da Armadura
Definição: A reação da armadura descreve fundamentalmente a interação entre o campo magnético da armadura e o campo principal, caracterizando especificamente como o fluxo da armadura influencia o fluxo do campo principal. O campo magnético da armadura é gerado pelos condutores da armadura que carregam corrente, enquanto o campo principal é excitado pelos polos magnéticos. O fluxo da armadura exerce dois efeitos principais no fluxo do campo principal:
Distribuição do Campo Magnético em um Gerador DC de Dois Polos sob Condições de Carga Nula
Considere o gerador DC de dois polos mostrado na figura abaixo. Quando o gerador opera sob condições de carga nula (ou seja, a corrente da armadura é zero), existe apenas a força magnetomotriz (FMM) dos polos principais dentro da máquina. O fluxo magnético gerado pela FMM dos polos principais é distribuído uniformemente ao longo do eixo magnético, que é definido como a linha central entre os polos norte e sul. A seta na figura indica a direção do fluxo magnético principal Φₘ. O eixo neutro magnético (ou plano) é perpendicular ao eixo deste fluxo magnético.
O ENM coincide com o eixo neutro geométrico (ENG). As escovas das máquinas DC são sempre colocadas neste eixo, e, portanto, este eixo é chamado de eixo de comutação.
Análise do Campo Magnético de Condutores de Armadura Carregados de Corrente
Considere um cenário em que apenas os condutores da armadura carregam corrente, sem corrente nos polos principais. A direção da corrente é uniforme para todos os condutores sob um único polo. A direção da corrente induzida nos condutores é determinada pela Regra da Mão Direita de Fleming, enquanto a direção do fluxo gerado pelos condutores segue a Regra da Rolha.
A corrente nos condutores da armadura do lado esquerdo flui para dentro do papel (denotado por uma cruz dentro de um círculo). As forças magnetomotrizes (FMMs) desses condutores se combinam para gerar um fluxo resultante descendente através da armadura. Da mesma forma, os condutores do lado direito carregam corrente fluindo para fora do papel (denotado por um ponto dentro de um círculo), com suas FMMs também se combinando para produzir fluxo descendente. Assim, as FMMs de ambos os lados dos condutores se combinam de tal maneira que seu fluxo resultante é dirigido para baixo, conforme indicado pela seta para o fluxo induzido pelos condutores da armadura Φₐ na figura acima.
A figura abaixo ilustra a condição em que a corrente de campo e a corrente da armadura atuam simultaneamente nos condutores.
Efeitos da Reação da Armadura em Máquinas Elétricas
Sob operação de carga nula, a máquina exibe dois fluxos magnéticos: o fluxo da armadura (gerado pelas correntes nos condutores da armadura) e o fluxo dos polos do campo (produzido pelos polos principais). Esses fluxos se combinam para formar um fluxo resultante Φᵣ, conforme ilustrado na figura acima.
Quando o fluxo de campo interage com o fluxo da armadura, ocorre distorção: a densidade de fluxo aumenta na ponta superior do polo N e na ponta inferior do polo S, enquanto diminui na ponta inferior do polo N e na ponta superior do polo S. O fluxo resultante se desloca na direção da rotação do gerador, com o eixo neutro magnético (ENM)—sempre perpendicular ao fluxo resultante—movendo-se correspondentemente.
Principais Efeitos da Reação da Armadura:
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