交流発電機の電機子反作用は分野の変化(すなわち、回転子のアンペア回転)に対する電機子変化の効果です。 詳細については、この記事をお読みください。
以前の記事では、DCモータとDC発電機のエアギャップフラックスに及ぼす電機子反応の影響について既に議論してきました。 同様に、電機子反作用は交流発電機の場合には空隙の変化に対する効果をまたもたらします。
電機子導体に電流が流れると、これらの導体を取り囲む磁束が生じ、これが回転子磁束による空隙内の磁束の分布に影響することは確かです。
オルタネータが無負荷で動作している場合、電機子巻線に電流が流れません。 エアギャップで作り出される変化は回転子のアンペア回転が原因だけである。
オルタネータがロードされると、三相電流は空隙に合計磁場を生成します。 その結果,エアギャップ磁束は無負荷状態から変化する。
交流発電機における電機子フラックスの電界アンペアターン(すなわち、回転子アンペアターン)によって生成されるフラックスに対する影響は、交流発電機における電機子反応と呼ばれる。
まず、電機子磁束とロータアンペアターンによって生成される磁束は、同じ方向に同じ速度(同期速度)で回転するため、二つの磁束は互いに
第二に、電機子磁束による空隙内の磁束の変化は、固定子電流の大きさおよび負荷の力率に依存する。
電機子磁束が回転子アンペアターンによって生成される磁束を歪ませるか、反対するか、または助けるかを決定するのは負荷力率です。
この重要な点を説明するために、以下の三つのケースを検討します:
- 負荷力率が単一性である時負荷力率がゼロ遅れである時負荷力率がゼロ導くことである時
目次
負荷力率が単一性である場合の交流発電機の電機子反作用
図(i)は無負荷の基本オルタネータを示しています。 電機子は開回路上にあるため、固定子電流はなく、回転子電流による磁束は図に示すように空隙に対称的に分布しています。 (i)。
ロータの方向は時計回りであると仮定しているので、生成されたe.m.f. 相R1R2はその最大値であり、導体R1の紙に向かっており、導体R2の外側にあります。 電機子巻線に電流が流れないため、電機子磁束は生成されません。
図(ii)は、オルタネータの端子に抵抗負荷(unity p.f.)を接続した場合の効果を示しています。 右側のルールによれば、電流はN極の下の導体で「入力」され、s極の下の導体で「出力」されます。
したがって、電機子磁束は上部導体の電流によって時計回りになり、下部導体の電流によって反時計回りになります。
電機子磁束は(ロータ電流による)主磁束に対して90°であり、主磁束の背後にあることに注意してください。 この場合、空隙内の磁束は歪んでいますが、弱くはありません。
したがって、unity p.f.では、電機子反応の効果は単に主磁場を歪ませることです。 主磁場の弱化はなく、平均磁束は実質的に同じままである。
固定子電流による磁束(電機子磁束)が回転するため; 回転子と同期的に、変化ゆがみは回転子のすべての位置のための同じに残る。負荷力率がゼロ遅れの場合の交流発電機の
電機子反作用
純粋に誘導性負荷(ゼロp.f.遅れ)がオルタネータの端子に接続されているとき、電流は電圧より90°遅れます。 これは、電流がゼロe.m.fで最大になり、その逆もまた同様であることを意味します。 図1.1.1. (i)は交流発電機が抵抗負荷を供給しているとき状態を示します。 相R1R2の電流と同様に、e.m.f.が示された位置で最大であることに注意してください。
オルタネータが純粋に誘導性負荷を供給している場合、図(ii)に示すように、n極が90°電気的に進むまで、相R1R2の電流は最大値に達しません。
電機子磁束は右から左に、界磁磁束は左から右になります。
電機子電流によって生成されるすべての磁束(すなわち、電機子磁束)は、be界磁磁束に反対し、したがって、それを弱める。 換言すれば、電機子反応は直接減磁される。
したがって、ゼロp.f.遅れでは、電機子反応は主磁束を弱める。 これにより、生成されたe.m.fが減少します.
負荷力率がゼロ導くことである場合の交流発電機の電機子反作用
純粋な容量性負荷(ゼロp.f. 誘導は90°によって交流発電機のターミナルを渡って)、電機子巻上げの流れ導きます引き起こされたe.m.fを接続されます。
明らかに、電機子反作用の効果は純粋な誘導負荷のための逆です。 従って電機子変化は今主要な変化を助け、発生させたe.m.f.は増加する。
図(i)は、オルタネータが抵抗負荷を供給している状態を示しています。
e.m.fに注意してください。 相R1R2の電流と同様に、示されている位置で最大です。 オルタネータが純粋な容量性負荷を供給している場合、R1R2の最大電流は最大誘起e.m.f.
が発生する前に90°電気的に発生します。
したがって、ロータの位置が抵抗負荷の下での位置と比較して90°遅れたままであれば、相R1R2の最大電流が発生します。 これを図(i i)に示す。
電機子磁束は電界磁束と同じ方向にあり、したがってそれを強化することは明らかです。 これにより、生成された電圧が増加します。
したがって、ゼロp.f.リーディングでは、電機子反応が主磁束を強化します。
結論
力率の中間値については、電機子反応の影響は部分的に歪み、誘導性負荷の影響は部分的に弱まっています。
容量性負荷の場合、電機子反応の影響は部分的に歪められ、部分的に強化されています。
実際には、負荷は一般に帰納的です。 それ故に実用的な状態で、交流発電機の電機子反作用の効果は部分的に歪曲し、部分的に弱まっています。