Reazione dell’armatura in alternatore o generatore sincrono

La reazione dell’armatura è un aspetto importante nel generatore di CC e nel generatore sincrono di CA o nell’alternatore. La reazione dell’armatura in alternatore è definita come l’effetto del flusso dell’armatura sul flusso principale prodotto dai poli del campo.

Una macchina elettrica consiste normalmente dell’avvolgimento del campo e dell’avvolgimento dell’armatura. L’alimentazione DC viene data all’avvolgimento del campo per produrre un flusso magnetico. Il conduttore dell’armatura è girato ad una velocità sincrona con l’aiuto di un motore principale.

Quando esiste un movimento relativo tra il flusso magnetico e l’avvolgimento dell’armatura, il conduttore dell’armatura taglia il flusso di campo. Quindi ci sarà un cambiamento nel collegamento del flusso nel conduttore.

Secondo la legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica, un emf è indotto nei conduttori dell’armatura. Quando il carico viene applicato ai terminali dell’armatura, la corrente inizia a scorrere attraverso l’avvolgimento dell’armatura. Poiché la corrente è alternata in natura, induce un flusso nel conduttore, chiamato flusso di armatura.

Il flusso di armatura così prodotto reagirà con il flusso di campo principale e distorcerà l’effetto del flusso principale, chiamato reazione di armatura in alternatore o generatore sincrono. A causa di questa distorsione, il flusso risultante si rafforzerà o si indebolirà.

La distorsione può dipendere dal tipo di carico applicato all’alternatore. Un generatore DC ha anche effetti di reazione dell’armatura più o meno simili. In questa sezione, discutiamo i diversi effetti di reazione dell’armatura, che possono essere visti in dettaglio a carichi diversi.

Impara la costruzione e il funzionamento dell’alternatore per conoscere il suo funzionamento.

Reazione dell’armatura al carico del fattore di potenza dell’unità

Quando un carico resistivo con un fattore di potenza dell’unità è collegato all’alternatore, la corrente di carico inizierà a fluire attraverso l’avvolgimento dell’armatura. Poiché si tratta di un carico resistivo puro, la corrente dell’armatura sarà in fase con la tensione indotta.

La corrente di armatura produrrà il proprio flusso nel conduttore, che sarà anche in fase con la tensione indotta. Poiché l’emf indotto è in ritardo rispetto al flusso di campo principale di 900, anche il flusso di armatura prodotto sarà ritardato di 900 rispetto al flusso principale. Il sotto mostra il diagramma di phasor al carico di fattore di potenza dell’unità.

Poiché il flusso di armatura agisce sul flusso di campo principale perpendicolarmente, la distribuzione del flusso di campo principale sotto una faccia del polo non rimane uniformemente distribuita. Come si può vedere dalla forma d’onda che, il flusso di armatura attraverserà e distorce il flusso di campo principale in un punto, indebolendo così il flusso principale. Si dice che questo sia un effetto di magnetizzazione incrociata.

Si può anche notare, il flusso di armatura assiste anche il flusso principale in un altro punto. In questo caso, la reazione dell’armatura rafforza il flusso di campo principale. A causa di questi effetti, il flusso di campo principale verrà distorto, senza causare molti cambiamenti alla tensione generata.

In altre parole, la densità del flusso sulla punta finale del polo aumenta mentre il flusso sulla punta principale del polo diminuisce. A causa di ciò, si dice che la reazione dell’armatura a carico resistivo abbia un effetto distorcente mantenendo la forza di campo media costante.

Reazione dell’armatura a zero fattore di potenza carico in ritardo

Quando un carico induttivo puro con zero fattore di potenza in ritardo è collegato all’alternatore, la corrente di carico inizia a fluire attraverso i conduttori dell’armatura.

La corrente di armatura verrà ritardata di 900 e quindi anche il flusso di armatura prodotto verrà spostato di 900 rispetto ai poli.

Ci sarà una differenza di fase di 900 tra il flusso di armatura e il flusso di campo principale. Si può vedere che il flusso dell’armatura sarà in diretta opposizione al flusso principale. Il sotto mostra il diagramma di phasor al carico di fattore di potenza in ritardo.

Così il flusso principale viene diminuito in questa condizione di carico. Si dice che questo effetto della reazione dell’armatura su questo carico sia un effetto smagnetizzante.

A causa di ciò, il flusso di campo principale si indebolisce e quindi l’emf indotto verrà ridotto. Per mantenere lo stesso valore dell’emf generato, l’eccitazione archiviata dovrà essere aumentata per superare l’effetto di smagnetizzazione.

Reazione dell’armatura a zero fattore di potenza carico principale

Quando è collegato un carico capacitivo puro con zero fattore di potenza principale, la corrente di carico inizia a fluire attraverso i conduttori dell’armatura.

In questa condizione di carico, la corrente di carico sarà avanzata di 900 e quindi il flusso di armatura prodotto sarà anche avanzato di 900 rispetto all’emf indotto. Quindi il flusso dell’armatura sarà in fase con il flusso di campo principale, con conseguente rafforzamento del flusso di campo. Così il flusso principale viene aumentato in questa condizione di carico. Il sotto mostra il diagramma di phasor al carico principale di fattore di potenza.

Si dice che la reazione dell’armatura in questo carico sia un effetto magnetizzante. A causa di questo effetto, il flusso di campo principale si indebolisce e quindi l’emf indotto sarà ridotto. Per mantenere lo stesso valore dell’emf generato, l’eccitazione archiviata dovrà essere ridotta per superare l’effetto magnetizzante.

Per qualsiasi fattore di potenza intermedio, l’effetto della reazione dell’armatura nell’alternatore sarà in parte distorcente e in parte smagnetizzante.

Dalle spiegazioni, possiamo riassumere che

1. Quando un alternatore fornisce un carico al fattore di potenza dell’unità, l’effetto della reazione dell’armatura è in parte magnetizzazione incrociata e in parte distorsione.
2. L’effetto della reazione dell’armatura è la smagnetizzazione quando un alternatore fornisce un carico a un fattore di potenza in ritardo.
3. Quando un alternatore fornisce un carico al fattore di potenza principale, l’effetto della reazione dell’armatura sta magnetizzando.
4. Quando un alternatore fornisce un carico al fattore di potenza intermedio, l’effetto della reazione dell’armatura è in parte distorcente e in parte smagnetizzante.
5. Gli effetti della reazione dell’armatura possono far variare l’emf generato. Per ovviare a ciò, il flusso principale viene variato per generare la tensione nominale.

Domande frequenti