Reazione di armatura in alternatore è l’effetto del flusso di armatura sul flusso di campo (cioè, rotore ampere-giri). Leggi questo articolo per saperne di più.
Abbiamo già discusso l’effetto della reazione dell’armatura sul flusso del traferro nel motore CC e nel generatore CC negli articoli precedenti. Allo stesso modo, reazione armatura ha effetto sul flusso traferro anche nel caso dell’alternatore.
Sappiamo che quando la corrente scorre attraverso conduttori di armatura dà origine a un flusso magnetico che circonda questi conduttori e quindi questo certamente influenzerà la distribuzione del flusso nel traferro a causa del flusso del rotore.
Quando un alternatore è in funzione a vuoto, non ci sarà corrente che scorre attraverso l’avvolgimento dell’armatura. Il flusso prodotto nell’intercapedine sarà dovuto solo agli ampere-giri del rotore.
Quando l’alternatore viene caricato, le correnti trifase produrranno un campo magnetico totale nel traferro. Di conseguenza, il flusso di traferro viene modificato dalla condizione di vuoto.
L’effetto del flusso di armatura sul flusso prodotto dai giri di ampere di campo (cioè, giri di ampere del rotore) è chiamato reazione di armatura in un alternatore.
In primo luogo, il flusso di armatura e il flusso prodotto dai giri di ampere del rotore ruotano alla stessa velocità (velocità sincrona) nella stessa direzione e, quindi, i due flussi sono fissati nello spazio l’uno rispetto all’altro.
In secondo luogo, la modifica del flusso nell’intercapedine dovuta al flusso dell’armatura dipende dall’entità della corrente dello statore e dal fattore di potenza del carico.
È il fattore di potenza del carico che determina se il flusso dell’armatura distorce, si oppone o aiuta il flusso prodotto dagli ampere-giri del rotore.
Per illustrare questo punto, dobbiamo considerare i seguenti tre casi:
- Quando il fattore di potenza del carico è l’unità
- Quando il fattore di potenza del carico è pari a zero in ritardo
- Quando il fattore di potenza del carico è pari a zero leader
Sommario
Armatura Reazione Alternatore Quando il Fattore di Potenza del Carico è l’Unità
Figura (i) mostra un elementare alternatore non carica. Poiché l’armatura è a circuito aperto, non c’è corrente dello statore e il flusso dovuto alla corrente del rotore è distribuito simmetricamente nel traferro come mostrato in Fig. (mi).
Poiché la direzione del rotore è assunta in senso orario, l’e.m.f.generato nella fase R1R2 è al suo massimo ed è verso la carta nel conduttore R1 e verso l’esterno nel conduttore R2. Nessun flusso di armatura viene prodotto poiché nessuna corrente scorre nell’avvolgimento dell’armatura.
La figura (ii) mostra l’effetto quando un carico resistivo (unità p.f.) è collegato attraverso i terminali dell’alternatore. Secondo la regola di destra, la corrente è ” in “nei conduttori sotto il polo N e” out ” nei conduttori sotto il polo S.
Pertanto, il flusso dell’armatura è in senso orario a causa delle correnti nei conduttori superiori e in senso antiorario a causa delle correnti nei conduttori inferiori.
Si noti che il flusso di armatura è a 90° rispetto al flusso principale (a causa della corrente del rotore) ed è dietro il flusso principale. In questo caso, il flusso nel traferro è distorto ma non indebolito.
Pertanto, all’unità p.f., l’effetto della reazione dell’armatura è semplicemente quello di distorcere il campo principale. Non c’è indebolimento del campo principale e il flusso medio rimane praticamente lo stesso.
Poiché il flusso magnetico dovuto alle correnti dello statore (cioè, flusso dell’armatura) ruota; in modo sincrono con il rotore, la distorsione del flusso rimane la stessa per tutte le posizioni del rotore.
Armature Reazione Alternatore Quando il Fattore di Potenza del Carico è pari a Zero in Ritardo
Quando un carico puramente induttivo (zero p.f. in ritardo di sviluppo) è collegato tra i morsetti dell’alternatore corrente di ritardo rispetto alla tensione di 90°. Ciò significa che la corrente sarà massima a zero e.m. f. e viceversa. Fico. (i) mostra la condizione in cui l’alternatore fornisce carico resistivo. Si noti che e.m. f. così come la corrente in fase R1R2 è massima nella posizione mostrata.
Quando l’alternatore fornisce un carico puramente induttivo, la corrente in fase R1R2 non raggiungerà il suo valore massimo fino a quando il polo N non avanzerà di 90° elettrico come mostrato in Fig (ii).
Ora il flusso di armatura è da destra a sinistra e il flusso di campo è da sinistra a destra.
Tutto il flusso prodotto dalla corrente di armatura (cioè il flusso di armatura) si oppone al flusso di campo be e, quindi, lo indebolisce. In altre parole, la reazione dell’armatura sta smagnetizzando direttamente.
Quindi a zero p.f. in ritardo, la reazione di armatura indebolisce il flusso principale. Ciò causa una riduzione dell’e.m.f generato.
Reazione di armatura in alternatore quando il fattore di potenza del carico è zero leader
Quando un carico capacitivo puro (zero p. f. tra i terminali dell’alternatore, la corrente negli avvolgimenti dell’armatura guiderà l’e.m.f. indotto di 90°.
Ovviamente, l’effetto della reazione dell’armatura sarà il contrario di quello per il carico induttivo puro. Così il flusso di armatura ora aiuta il flusso principale e l’e.m.f. generato è aumentato.
Fig (i) mostra la condizione in cui l’alternatore fornisce un carico resistivo.
Si noti che e.m.f. così come la corrente in fase R1R2 è massima nella posizione mostrata. Quando l’alternatore fornisce un carico capacitivo puro, la corrente massima in R1R2 si verificherà 90° elettrico prima del verificarsi del massimo indotto e.m.f.
Pertanto, la corrente massima in fase R1R2 si verificherà se la posizione del rotore rimane 90° indietro rispetto alla sua posizione sotto carico resistivo. Questo è illustrato in Fig (ii).
È chiaro che il flusso di armatura è ora nella stessa direzione del flusso di campo e, quindi, lo rafforza. Ciò causa un aumento della tensione generata.
Quindi a zero p.f. leader, la reazione di armatura rafforza il flusso principale.
Conclusione
Per i valori intermedi del fattore di potenza, l’effetto della reazione dell’armatura è in parte distorto e in parte indebolito per i carichi induttivi.
Per i carichi capacitivi, l’effetto della reazione dell’armatura è in parte deformante e in parte rinforzante.
In pratica, i carichi sono generalmente induttivi. Quindi, in condizioni pratiche, l’effetto della reazione dell’armatura nell’alternatore è in parte distorto e in parte indebolito.