La reacción de la armadura en un motor de CC se refiere a la influencia del campo magnético (campo magnético de la armadura) generado al energizar el devanado de la armadura en el campo magnético principal (campo magnético generado por el polo magnético principal) del motor durante el funcionamiento.
Esta influencia cambiará la distribución, la fuerza y ​​la dirección del campo magnético principal, lo que afectará el rendimiento del motor (como la conmutación, la velocidad, el par de salida, etc.).

1、 Antecedentes básicos: Dos campos magnéticos del motor de CC
Para comprender la reacción de la armadura, es necesario aclarar primero los dos campos magnéticos independientes que existen durante el funcionamiento de un motor de CC:
Campo magnético principal (campo magnético del polo principal)

El polo magnético principal del estator del motor (generalmente un imán permanente o un devanado de excitación de CC) genera el “campo magnético básico” para la conversión de energía en el motor.

En un estado ideal, el campo magnético principal se distribuye simétricamente en forma trapezoidal a lo largo del entrehierro del motor (el espacio entre el estator y el rotor), con la dirección del campo magnético apuntando desde el polo N al polo S.
Campo magnético de la armadura (campo magnético del rotor)La armadura es la parte del rotor de un motor, en la que se enrolla el devanado de la armadura.

Cuando se aplica corriente continua al devanado de armadura (durante el funcionamiento del motor) o se genera corriente inducida cortando el campo magnético principal debido a la rotación del rotor (durante el funcionamiento del generador), el devanado de armadura generará su propio campo magnético, es decir, el campo magnético de armadura.
La dirección del campo magnético de la armadura se puede determinar mediante la regla del tornillo de la mano derecha: la dirección de flexión de los cuatro dedos es la dirección de la corriente y el pulgar apunta en la dirección del polo N del campo magnético.
Sus características de distribución son: el eje del campo magnético es perpendicular al eje del campo magnético principal (conocido como “campo magnético de eje transversal”), y se distribuye simétricamente a lo largo de la circunferencia de la armadura.

2、 La influencia principal de la reacción de la armadura: distorsión y debilitamiento del campo magnético principal
La superposición del campo magnético del inducido y el campo magnético principal en el entrehierro del motor provoca la destrucción de la distribución original del campo magnético principal. La influencia principal puede dividirse en dos puntos:

1. El campo magnético principal sufre “distorsión” (distorsión)
El campo magnético principal ideal es simétrico, pero el campo magnético de la armadura tendrá un efecto de “empujar-tirar” sobre el campo magnético principal:
En la punta del polo frontal del polo magnético principal (la punta del polo magnético en la dirección de rotación del motor), el campo magnético de la armadura está en la misma dirección que el campo magnético principal, lo que da como resultado un aumento en el campo magnético del entrehierro en esta ubicación;

En la punta del polo trasero del polo magnético principal (el extremo del polo magnético giratorio), el campo magnético de la armadura está en la dirección opuesta al campo magnético principal, lo que da como resultado un debilitamiento del campo magnético del entrehierro en esta ubicación.
Al final, la distribución simétrica del campo magnético principal se rompe y el eje del campo magnético se desvía (se desvía del eje del polo magnético principal), un fenómeno conocido como "distorsión del campo magnético".

2. El campo magnético principal general está “debilitado” (solo existe en motores de CC)
En los motores de CC, la dirección de la corriente de armadura es opuesta a la dirección de la fuerza electromotriz inducida, y el campo magnético de armadura no solo genera un componente ortogonal, sino también un “componente de desmagnetización de eje directo” opuesto a la dirección del campo magnético principal, lo que resulta en un ligero debilitamiento de la fuerza general del campo magnético principal.

3、 Los peligros de la reacción del inducido: afectan el rendimiento y la confiabilidad del motor
La reacción de armadura no es un “fenómeno beneficioso”, y su daño directo se refleja principalmente en dos aspectos:
Dificultad para dar marcha atrás, se generan chispas
La distorsión del campo magnético puede provocar una fuerza electromotriz inducida (denominada fuerza electromotriz reactiva) en el “elemento de conmutación” del devanado del inducido (la bobina que cambia de una rama a otra), lo que genera chispas eléctricas entre las escobillas y el conmutador durante la conmutación.
Las chispas no sólo desgastan las escobillas y los conmutadores y acortan la vida útil del motor, sino que en casos graves también pueden provocar incendios en los anillos (chispas que forman arcos) y quemar los devanados del inducido.
El rendimiento del funcionamiento del motor disminuye
La distorsión del campo magnético provoca la generación de “par adicional” durante el funcionamiento del motor, lo que provoca fluctuaciones de velocidad, vibraciones y ruido;
El debilitamiento del campo magnético principal puede provocar una disminución del par de salida del motor, un aumento de la velocidad (suavizado de las características) o una disminución del voltaje de salida del generador.

4. Medidas clave para debilitar la reacción de la armadura
Para reducir los daños de la reacción de la armadura, en la industria se suelen adoptar las siguientes medidas técnicas:
Instalar 'bobinado de compensación'
Un conjunto de devanados de compensación conectados en serie con el devanado de armadura se enrolla alrededor de las zapatas polares del polo magnético principal, lo que genera un campo magnético en dirección opuesta al campo magnético de la armadura, cancelando directamente la influencia del campo magnético de la armadura y suprimiendo la distorsión del campo magnético y los efectos de desmagnetización desde la raíz (principalmente utilizado en motores de CC de alta velocidad y gran capacidad).
Establezca el “polo inversor” (polo intermedio)

Se instala un conjunto de pequeños polos magnéticos (polos inversores) entre los dos polos magnéticos principales, con sus devanados conectados en serie con el devanado de la armadura, para generar un campo magnético de dirección opuesta a la del campo magnético de la armadura. Esto está diseñado específicamente para contrarrestar el campo magnético de la armadura en el elemento de conmutación, eliminar la fuerza electromotriz reactiva y mejorar las condiciones de conmutación (configuración estándar para motores de CC de mediana y gran capacidad).

Uso de “pincel ancho” o “armadura ranurada”
Los cepillos anchos pueden cubrir más segmentos del conmutador, reducir la tasa de cambio de corriente de los componentes individuales y disminuir las chispas;
El núcleo de la armadura adopta un diseño de “ranura sesgada” (la ranura forma un cierto ángulo con el eje), lo que puede debilitar los componentes armónicos del campo magnético de la armadura y reducir la distorsión del campo magnético.