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法律研究直流發電機中的電樞反應
電樞反應
流過電樞導體的電流產生磁場，稱為電樞磁通。該電樞磁通會扭曲並削弱主磁極產生的磁通。電樞磁通對主磁通的影響稱為電樞反應。
情況 1
考慮一個空載的兩極發電機。因此，電樞導體中的電流為零。在這種情況下，機器中只有由主磁極產生的主磁通 (φm)。該主磁通相對於極軸（即磁極中心線）對稱分佈。
磁中性軸 (MNA，它是垂直於磁通軸的平面) 與幾何中性軸 (GNA) 重合。電刷始終放置在 MNA 沿線，因此 MNA 也稱為換向軸。
情況 2
現在考慮電樞載流，而勵磁繞組中沒有電流。電樞導體中電流產生的磁通方向可以透過螺旋鑽規則確定。參考圖，N 極下的導體電流方向指向紙面內。因此，N 極下導體產生的磁通方向向下。
類似地，S 極下的導體電流方向指向紙面外。這些導體也產生一個向下方向的磁通。因此，所有電樞導體都沿向下方向在電樞中產生磁通。此磁通稱為電樞磁通 (φA)。
情況 3
這種情況顯示了勵磁電流和電樞電流同時作用的情況。因此，機器內部有兩個磁通，一個是由發電機的主磁極產生的，另一個是由電樞導體中的電流產生的。這兩個磁通結合產生合成磁通 (φR)。
從以上討論可以看出，進入電樞的主磁通發生了偏移和畸變。畸變增加了 N 極上極靴和 S 極下極靴的磁通密度。類似地，N 極下極靴和 S 極上極靴的磁通密度降低。因此，合成磁通的方向已向發電機旋轉方向偏移。
由於 MNA 始終垂直於合成磁通軸，因此 MNA 也發生了偏移。由於鐵芯的非線性行為和飽和，一個極靴磁通的增加小於另一個極靴磁通的減少。這導致主磁通減小。因此，隨著負載的增加，產生的電動勢 (Eg ∝ Nφm) 減小。
電樞反應的影響
直流發電機中的電樞反應會導致以下不利影響
- 由於每個磁極產生的總磁通略有減少，從而導致產生的電動勢降低。
- 由於合成磁通軸的偏移，MNA 也向發電機旋轉方向偏移。
- 由於電樞反應，在換向區或中性區建立了磁通。中性區的此磁通會感應出導體電壓，從而導致換向問題。
電樞反應影響的補救措施
有四種方法可以減少電樞反應問題
調整電刷位置
在這種方法中，旋轉電刷機構以找到正確的中性區位置。這隻能應用於固定負載電流。
修改磁極端部
在這種方法中，需要修改磁極靴，以便由於高磁阻路徑而無法在端部存在高磁通。
換向極
透過在直流發電機的磁極之間放置一組換向極或換向磁極，可以減少電樞反應的影響。換向極的極性必須與其旋轉方向上緊鄰的主磁極的極性相同。換向極繞組與電樞串聯連線，以便相應的磁通隨負載電流的變化而一起上升和下降。
補償繞組
過載操作會導致電樞反應發生非常突然的變化。在這樣的發電機中，換向極不能充分中和電樞磁通。因此，為了克服此問題，使用了補償繞組。
補償繞組是嵌入主磁極槽中的輔助繞組。補償繞組與電樞串聯連線，使得任何一個磁極面上補償導體中的電流方向與相鄰電樞導體中的電流方向相反。因此，補償繞組產生與電樞磁通大小相等且方向相反的磁通，從而完全中和電樞反應。
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