Reazione di armatura nelle macchine a corrente continua
Il flusso magnetico in una macchina DC è creato da tutti i suoi avvolgimenti che trasportano corrente. In modalità di riposo, nessuna corrente scorre attraverso l'avvolgimento dell'indotto del generatore, ma una corrente di minimo di piccolo valore scorre attraverso l'avvolgimento dell'indotto del motore. Pertanto, nella macchina è presente solo il flusso magnetico principale Ф0, creato dalla bobina di eccitazione dei poli e simmetrico attorno alla loro linea centrale (Fig. 1, a).
Nella fig. 1, e (il collettore non è mostrato) le spazzole si trovano vicino ai fili dell'avvolgimento dell'indotto, da cui ci sono rubinetti a questi piatti da collezionecon cui le spazzole sono attualmente collegate. Questa posizione delle spazzole è chiamata posizione di neutralità geometrica, cioè la linea che passa attraverso il centro dell'armatura e i fili di avvolgimento, dove l'EMF indotta dal flusso magnetico principale. eccetera. s. è zero. La neutralità geometrica è perpendicolare alla linea centrale dei poli.
Quando un carico Rn è collegato all'avvolgimento di indotto del generatore o quando la coppia frenante agisce sull'albero del motore, la corrente di indotto 1R scorre attraverso l'avvolgimento, che crea un flusso magnetico di indotto Fya (Fig.1,b). Il flusso magnetico dell'armatura è diretto lungo la linea su cui si trovano le spazzole. Se le spazzole si trovano sul neutro geometrico, il flusso dell'armatura è diretto perpendicolarmente al flusso magnetico principale ed è quindi chiamato flusso magnetico trasversale.
Riso. 1. Flussi magnetici in una macchina a corrente continua: a — flusso magnetico dai poli; b — flusso magnetico dell'avvolgimento dell'indotto; c — il flusso magnetico risultante
L'influenza del flusso magnetico dell'armatura sul flusso magnetico principale è chiamata reazione dell'armatura. Nel generatore di corrente continua, sotto il bordo "corrente" del polo, i flussi magnetici vengono aggiunti, sotto il bordo "corrente" vengono sottratti. Il contrario è vero per il motore. Pertanto, sotto un bordo del polo, il flusso magnetico risultante F aumenta rispetto al flusso magnetico principale, sotto l'altro bordo del polo diminuisce. Di conseguenza, diventa asimmetrico rispetto alla linea centrale dei pali (Fig. 1, c).
Neutro fisico: una linea che passa attraverso il centro dell'armatura e i fili dell'avvolgimento dell'armatura, in cui è indotta dal flusso magnetico risultante e. eccetera. s. uguale a zero, ruota di un angolo a relativo alla neutralità geometrica (nella direzione del vantaggio nei generatori, nella direzione del ritardo nei motori). Al minimo, la neutralità fisica coincide con la neutralità geometrica.
Come risultato della reazione dell'armatura, l'induzione magnetica nel traferro della macchina diventa ancora più irregolare. Nei fili dell'armatura, situati nei punti di maggiore induzione magnetica, viene indotto un grande d con, che porta ad un aumento della differenza di potenziale tra le piastre del collettore adiacenti e alla comparsa di scintille sul collettore. A volte l'arco si sovrappone all'intero collettore, creando un "fuoco circolare".
Inoltre, la reazione di armatura porta ad una diminuzione di e. eccetera. v. ancora se la macchina sta operando in una zona prossima alla saturazione. Ciò è dovuto al fatto che quando il flusso magnetico principale Ф0 crea uno stato saturo del circuito magnetico, l'aumento del flusso magnetico di + ΔФ sotto un bordo del polo sarà inferiore alla diminuzione di –ΔФ sotto l'altro ( figura 2). Questo porta ad una diminuzione del flusso polare totale ed e. eccetera. v. ancore da allora
L'impatto negativo della reazione dell'armatura può essere ridotto portando le spazzole alla neutralità fisica.In questo caso, il flusso dell'armatura viene ruotato di un angolo α e la controcorrente sotto il bordo di discesa del polo del generatore diminuisce. Le spazzole vengono spostate nel generatore nella direzione di rotazione dell'armatura e nel motore contro la direzione di rotazione dell'armatura. L'angolo α cambia al variare della corrente di armatura Iia. In pratica, le spazzole sono solitamente posizionate con un angolo moderato.
Riso. 2. Influenza del grado di magnetizzazione sul flusso magnetico risultante (Iw • ww — ppm dall'avvolgimento di eccitazione; Iya • wя — ppm dall'avvolgimento dell'indotto).
Nelle macchine di media ed alta potenza viene utilizzato un avvolgimento compensatore, posto nelle gole dei poli principali e collegato in serie all'avvolgimento di indotto, in modo che il suo flusso magnetico Fk sia opposto al flusso magnetico Fya. Se allo stesso tempo Fk = Fya, il flusso magnetico nel traferro non è praticamente distorto a causa della reazione dell'armatura.