用戶:Molind214/Draft:電樞反應

電樞反應（英語：armature reaction）是指電機電樞繞組中有負載電流時所產生的磁動勢對勵磁繞組磁場的影響。

原理

電樞反應在同步電機和直流電機中均存在，分為直軸電樞反應和交軸電樞反應兩大類。 在同步電機中，當電機處於對稱負載運行狀態時電樞上有負載電流流過，電樞繞組產生的電樞磁動勢（電樞磁場）改變了氣隙磁動勢，進而對電樞繞組的感應電動勢產生影響。當電機處於空載運行狀態時，由於不存在負載電流，定子只感應空載電動勢，因此不會產生電樞反應。

表現

同步電機

電樞反應在電機中主要有兩種表現性質：去磁和增磁，這將影響同步電機運行性能。具體表現為哪種性質取決於電機負載電流的性質，即電樞磁動勢與轉子磁動勢在空間中的相對位置，用負載電流${\dot {I}}$與空載電動勢${{\dot {E}}_{0}}$之夾角內功率因數角$\psi$表示。電機的運行性質也將隨着內功率因數角的變化而變化。 以三相凸極同步電機為例，電樞磁場與轉子電流相互作用產生電磁力（電磁轉矩）。其中，轉子繞組軸線稱為直軸（d軸），轉子磁極軸線稱為交軸（q軸）。電樞反應起去磁作用時，電機處於過勵磁運行狀態，起增磁作用時，電機處於欠勵磁運行狀態。

• ${\dot {I}}$與${{\dot {E}}_{0}}$同相（$\psi =0$）：電磁轉矩與轉子旋轉方向相反，形成電磁反力矩，電樞磁動勢${{\vec {F}}_{\text{a}}}$作用於q軸，產生交軸電樞反應，此時電機處於發電機運行狀態且需要原動機驅動，不發出無功功率。
• ${\dot {I}}$滯後90°於${{\dot {E}}_{0}}$（$\psi =90{}^{\circ }$）：電機處於發電機運行過勵磁狀態，僅發出感性無功功率。
• ${\dot {I}}$滯後180°於${{\dot {E}}_{0}}$（$\psi =180{}^{\circ }$）：電機處於電動機運行狀態，電網向發電機輸送有功功率，電機輸出機械功率。
• ${\dot {I}}$超前90°於${{\dot {E}}_{0}}$（$\psi =-90{}^{\circ }$）：電樞磁動勢作用於d軸，產生直軸電樞反應，起增磁作用使直流勵磁過大，因此須相應減小使電機處於欠勵磁運行狀態，電機向電網輸送容性無功功率。

直流電機

• 當電刷位於交軸處時，電樞磁動勢的軸線總與電刷軸線重合，此時產生交軸電樞反應。
• 若電刷不在幾何中性線上，將順着發電機的旋轉方向或逆着電動機的旋轉方向轉過一個角度$\beta$，則電樞電流的分佈也隨之變化，產生直軸電樞磁動勢，其軸線與主磁極軸線重合，稱為直軸電樞反應。
• 若直軸電樞磁動勢方向與主磁極極性相反，則主磁通減弱，直軸電樞反應呈去磁作用，反之呈增磁作用。

移動電刷後直軸電樞反應的作用

電機	電動機	發電機
順電樞轉向移電刷	助磁	去磁
逆電樞轉向移電刷	去磁	助磁