Kotevní reakce v Alternátoru nebo synchronním generátoru

kotevní reakce je důležitým aspektem stejnosměrného generátoru a střídavého synchronního generátoru nebo alternátoru. Reakce kotvy v Alternátoru je definována jako účinek toku kotvy na hlavní tok produkovaný póly pole.

elektrický stroj se obvykle skládá z vinutí pole a vinutí kotvy. Stejnosměrné napájení je dáno vinutí pole za účelem vytvoření magnetického toku. Vodič kotvy se otáčí synchronní rychlostí pomocí hlavního hybatele.

pokud existuje relativní pohyb mezi magnetickým tokem a vinutím kotvy, vodič kotvy odřízne tok pole. Proto dojde ke změně vazby toku ve vodiči.

podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce je EMF indukován ve vodičích kotvy. Když je zatížení aplikováno na svorky kotvy, proud začne protékat vinutím kotvy. Vzhledem k tomu, že proud je v přírodě střídavý, indukuje tok ve vodiči, nazývaný tok armatury.

takto vyrobený tok kotvy bude reagovat s tokem hlavního pole a zkreslí účinek hlavního toku, nazývaného kotevní reakce v alternátoru nebo synchronním generátoru. V důsledku tohoto zkreslení výsledný tok buď posílí nebo oslabí.

zkreslení může záviset na typu zatížení působícího na alternátor. Stejnosměrný generátor má také více či méně podobné reakční účinky kotvy. V této části diskutujme o různých reakčních účincích kotvy, které lze podrobně vidět při různých zatíženích.

Naučte se konstrukci a práci alternátoru, abyste věděli o jeho práci.

reakce kotvy při zatížení účiníku unity

když je k alternátoru připojeno odporové zatížení s účiníkem unity, začne proud zátěže protékat vinutím kotvy. Protože se jedná o čistou odporovou zátěž, bude proud kotvy ve fázi s indukovaným napětím.

proud kotvy vytvoří svůj vlastní tok ve vodiči, který bude také ve fázi s indukovaným napětím. Vzhledem k tomu, že indukovaný emf zaostává za tokem hlavního pole o 900, bude produkovaný tok kotvy také zpožděn o 900 vzhledem k hlavnímu toku. Níže je uveden fázorový diagram při zatížení účiníku unity.

vzhledem k tomu, že tok kotvy působí na tok hlavního pole kolmo, distribuce toku hlavního pole pod čelem pólu nezůstává rovnoměrně rozložena. Jak můžete vidět z tvaru vlny, tok kotvy se v jednom bodě kříží a zkresluje tok hlavního pole, čímž oslabuje hlavní tok. Říká se, že jde o křížový magnetizační efekt.

můžete si také všimnout, že tok armatury také pomáhá hlavnímu toku v jiném bodě. V tomto případě reakce kotvy posiluje hlavní tok pole. Díky těmto účinkům se hlavní tok pole zkreslí, aniž by došlo k velké změně generovaného napětí.

jinými slovy, hustota toku na koncové špičce pólu se zvyšuje, zatímco tok na přední špičce pólu klesá. V důsledku toho se říká, že reakce kotvy při odporovém zatížení má zkreslující účinek při zachování konstantní průměrné intenzity pole.

reakce kotvy při nulovém účiníku zaostávající zatížení

když je k alternátoru připojeno čisté indukční zatížení s nulovým zaostávajícím účiníkem, začne proud zátěže protékat vodiči kotvy.

proud kotvy bude zpožděn o 900, a tak bude vyrobený tok kotvy také posunut o 900 vzhledem k pólům.

mezi tokem kotvy a hlavním tokem pole bude fázový rozdíl 900. Je vidět, že tok armatury bude v přímém protikladu k hlavnímu toku. Níže je znázorněn fázorový diagram při zaostávajícím zatížení účiníku.

v tomto zatěžovacím stavu se tak sníží hlavní tok. Tento účinek reakce kotvy na toto zatížení je považován za demagnetizující účinek.

díky tomu se hlavní tok pole oslabí a tak se sníží indukovaný emf. Aby se zachovala stejná hodnota generovaného emf, bude nutné zvýšit podané buzení, aby se překonal demagnetizační efekt.

reakce kotvy při zatížení s nulovým účiníkem

když je připojeno čisté kapacitní zatížení s nulovým vedoucím účiníkem, začne proud zátěže protékat vodiči kotvy.

v tomto stavu zatížení bude Zatěžovací proud rozšířen o 900, a tak bude produkovaný tok kotvy také vylepšen o 900 s ohledem na indukované emf. Tok kotvy bude tedy ve fázi s hlavním tokem pole, což povede k posílení toku pole. Tím se zvyšuje hlavní tok v tomto stavu zatížení. Níže je znázorněn fázorový diagram při zatížení účiníku.

reakce kotvy v tomto zatížení se říká, že je magnetizačním účinkem. Díky tomuto efektu se hlavní tok pole oslabí, a tak se sníží indukovaný emf. Aby se zachovala stejná hodnota generovaného emf, bude nutné snížit podané buzení, aby se překonal magnetizační efekt.

pro jakýkoli mezilehlý účiník bude účinek reakce kotvy v Alternátoru částečně zkreslující a částečně demagnetizující.

z vysvětlení můžeme shrnout, že

1. když alternátor dodává zátěž při účiníku unity, účinek reakce kotvy je částečně křížově magnetizující a částečně zkreslující.
2. účinek reakce kotvy je demagnetizující, když alternátor dodává zátěž při zaostávajícím účiníku.
3. když alternátor dodává zátěž na předním účiníku, účinek reakce kotvy je magnetizace.
4. když alternátor dodává zátěž při mezilehlém účiníku, účinek reakce kotvy je částečně zkreslující a částečně demagnetizující.
5. účinky reakce kotvy mohou způsobit změnu vytvořeného emf. Aby se to překonalo, hlavní tok se mění tak, aby generoval Jmenovité napětí.

Časté dotazy