Armaturreaktion i en DC-generator
Definition och magnetfältsverkningar av armaturreaktion
Definition: Armaturreaktion beskriver i grunden interaktionen mellan armaturmagnetfältet och huvudfältet, specifikt hur armaturflödet påverkar huvudfältets flöde. Armaturmagnetfältet genereras av strömledande armaturledare, medan huvudfältet är upprättat av magnetiska poler. Armaturflödet har två huvudsakliga effekter på huvudfältets flöde:
Magnetfältsfördelning i en tvåpolig likströmsgenerator under tomgångsförhållanden
Betrakta den tvåpoliga likströmsgeneratorn som visas nedan. När generatorn fungerar under tomgång (dvs. armaturström är noll) finns endast magnetoströmmen (MMF) från de huvudpolerna inuti maskinen. Magnetflödet som genereras av de huvudpolsens MMF fördelas jämnt längs magnetaxeln, vilken definieras som centrumlinjen mellan norra och södra polen. Pilen i figuren indikerar riktningen för det huvudmagnetiska flödet Φₘ. Den magnetiska neutrala axeln (eller planet) är vinkelrät mot axeln för detta magnetflöde.
MNA sammanfaller med den geometriska neutrala axeln (GNA). Bürstarna i likströmsmaskiner placeras alltid i denna axel, och därför kallas denna axel för kommutationsaxeln.
Magnetfältanalys av strömledande armaturledare
Betrakta ett scenario där endast armaturledare bär ström, utan ström i de huvudpolerna. Strömriktningen är enhetlig för alla ledare under en enda pol. Riktningen av den inducerade strömmen i ledarna bestäms av Flemings högerhandsregel, medan riktningen av det genererade flödet av ledarna följer Korkskruvregeln.
Ström i vänstersida armaturledare flyter in i papperet (betecknas av ett kors inuti en cirkel). De magnetoströmmar (MMF) från dessa ledare kombineras för att generera ett nedåtriktat resulterande flöde genom armaturen. På samma sätt bär högersida ledare ström ut ur papperet (betecknas av en prick inuti en cirkel), med deras MMF också kombinerade för att producera nedåtriktat flöde. Således kombineras MMF från båda sidor av ledarna så att deras resulterande flöde är riktat nedåt, som indikerats av pilen för armaturledarinducerat flöde Φₐ i figuren ovan.
Figuren nedan illustrerar tillståndet där både fältsström och armaturström verkar på ledarna samtidigt.
Armaturreaktionsverkningar i elektriska maskiner
Under tomgångsförhållanden visar maskinen två magnetflöden: armaturflöde (genererat av strömmar i armaturledare) och fältpolfölje (producerat av huvudfältpoler). Dessa flöden kombineras för att forma ett resulterande flöde Φᵣ, som illustreras i figuren ovan.
När fältflöde interagerar med armaturflöde uppstår en förvrängning: flödetätheten ökar vid övre spetsen av N-pol och nedre spetsen av S-pol, medan den minskar vid nedre spetsen av N-pol och övre spetsen av S-pol. Resulterande flöde flyttar sig i riktningen av generatorns rotation, med den magnetiska neutrala axeln (MNA)—alltid vinkelrät mot resulterande flöde—flyttar sig motsvarande.
Nyckeleffekter av armaturreaktion:
