Phản ứng Armature trong máy phát điện DC
Định nghĩa và Tác động của Trường Từ do Phản ứng Rôto
Định nghĩa: Phản ứng rôto cơ bản mô tả sự tương tác giữa trường từ của rôto và trường chính, cụ thể là cách mà luồng từ của rôto ảnh hưởng đến luồng từ của trường chính. Trường từ của rôto được tạo ra bởi các dây dẫn rôto mang dòng điện, trong khi trường chính được kích thích bởi các cực từ. Luồng từ của rôto gây ra hai hiệu ứng chính đối với luồng từ của trường chính:
Phân bố Trường Từ trong Máy Phát DC Hai Cực Khi Không Có Tải
Xem xét máy phát DC hai cực được hiển thị trong hình dưới đây. Khi máy phát hoạt động trong điều kiện không có tải (tức là dòng điện rôto bằng không), chỉ có lực từ (MMF) của các cực chính tồn tại trong máy. Luồng từ được tạo ra bởi MMF của các cực chính được phân bố đều dọc theo trục từ, được định nghĩa là đường trung tâm giữa cực Bắc và cực Nam. Mũi tên trong hình chỉ hướng của luồng từ chính Φₘ. Trục trung tính từ (hoặc mặt phẳng) vuông góc với trục của luồng từ này.
Trục MNA trùng với trục trung tính hình học (GNA). Các cọ than của máy DC luôn được đặt trên trục này, vì vậy trục này được gọi là trục hoán vị.
Phân tích Trường Từ của Dây Dẫn Rôto Mang Dòng Điện
Xem xét một tình huống mà chỉ có dây dẫn rôto mang dòng điện, không có dòng điện ở các cực chính. Hướng dòng điện là đồng nhất cho tất cả các dây dẫn dưới một cực. Hướng dòng điện cảm ứng trong dây dẫn được xác định bởi Quy tắc Tay Phải của Fleming, trong khi hướng luồng từ được tạo ra bởi dây dẫn tuân theo Quy tắc Tuốc nơ vít.
Dòng điện trong dây dẫn rôto bên trái chảy vào giấy (được ký hiệu bằng một dấu chéo trong vòng tròn). Các lực từ (MMFs) của các dây dẫn này kết hợp để tạo ra luồng từ tổng cộng đi xuống qua rôto. Tương tự, dây dẫn bên phải mang dòng điện chảy ra khỏi giấy (được ký hiệu bằng một dấu chấm trong vòng tròn), với MMFs của chúng cũng kết hợp để tạo ra luồng từ đi xuống. Do đó, MMFs từ cả hai bên của dây dẫn kết hợp sao cho luồng từ tổng cộng được hướng đi xuống, như được chỉ ra bởi mũi tên cho luồng từ do dây dẫn rôto tạo ra Φₐ trong hình trên.
Hình dưới đây minh họa tình huống khi cả dòng điện từ trường và dòng điện rôto cùng tác dụng lên các dây dẫn.
Hiệu ứng Phản ứng Rôto trong Máy Điện
Khi hoạt động không có tải, máy có hai luồng từ: luồng từ rôto (được tạo ra bởi dòng điện trong dây dẫn rôto) và luồng từ cực từ (được tạo ra bởi các cực từ chính). Các luồng từ này kết hợp để tạo thành luồng từ tổng cộng Φᵣ, như được minh họa trong hình trên.
Khi luồng từ trường tác dụng với luồng từ rôto, sự biến dạng xảy ra: mật độ luồng từ tăng ở đỉnh trên của cực Bắc và đỉnh dưới của cực Nam, trong khi giảm ở đỉnh dưới của cực Bắc và đỉnh trên của cực Nam. Luồng từ tổng cộng dịch chuyển theo hướng quay của máy phát, với trục trung tính từ (MNA)—luôn vuông góc với luồng từ tổng cộng—cũng di chuyển tương ứng.
Các Hiệu ứng Chính của Phản ứng Rôto:
