La réaction d'induit dans un moteur à courant continu fait référence à l'influence du champ magnétique (champ magnétique d'induit) généré par l'alimentation de l'enroulement d'induit sur le champ magnétique principal (champ magnétique généré par le pôle magnétique principal) du moteur pendant le fonctionnement.
Cette influence modifiera la distribution, la force et la direction du champ magnétique principal, affectant ainsi les performances du moteur (comme la commutation, la vitesse, le couple de sortie, etc.).

1. Contexte principal : Deux champs magnétiques d'un moteur à courant continu
Pour comprendre la réaction de l'induit, il est nécessaire de clarifier d'abord les deux champs magnétiques indépendants qui existent pendant le fonctionnement d'un moteur à courant continu :
Champ magnétique principal (champ magnétique du pôle principal)

Le pôle magnétique principal du stator du moteur (généralement un aimant permanent ou un enroulement d’excitation CC) génère le « champ magnétique de base » pour la conversion d’énergie dans le moteur.

Dans un état idéal, le champ magnétique principal est distribué symétriquement sous une forme trapézoïdale le long de l'entrefer du moteur (l'espace entre le stator et le rotor), avec la direction du champ magnétique pointant du pôle N vers le pôle S.
Champ magnétique d'induit (champ magnétique du rotor)L'induit est la partie rotorique d'un moteur, sur laquelle est enroulé l'enroulement de l'induit.

Lorsqu'un courant continu est appliqué à l'enroulement d'induit (pendant le fonctionnement du moteur) ou qu'un courant induit est généré en coupant le champ magnétique principal en raison de la rotation du rotor (pendant le fonctionnement du générateur), l'enroulement d'induit générera son propre champ magnétique, à savoir le champ magnétique d'induit.
La direction du champ magnétique d'induit peut être déterminée par la règle de la vis à droite : la direction de flexion des quatre doigts est la direction du courant et le pouce pointe dans la direction du pôle N du champ magnétique.
Ses caractéristiques de distribution sont les suivantes : l’axe du champ magnétique est perpendiculaire à l’axe principal du champ magnétique (appelé « champ magnétique transversal ») et il est distribué symétriquement le long de la circonférence de l’armature.

2. L'influence fondamentale de la réaction d'induit : distorsion et affaiblissement du champ magnétique principal
La superposition du champ magnétique d'induit et du champ magnétique principal dans l'entrefer du moteur détruit la distribution initiale du champ magnétique principal. L'influence du noyau peut être divisée en deux points :

1. Le champ magnétique principal subit une « distorsion » (distorsion)
Le champ magnétique principal idéal est symétrique, mais le champ magnétique d’induit aura un effet « push-pull » sur le champ magnétique principal :
À l'extrémité du pôle avant du pôle magnétique principal (l'extrémité du pôle magnétique dans le sens de rotation du moteur), le champ magnétique de l'induit est dans la même direction que le champ magnétique principal, ce qui entraîne une augmentation du champ magnétique de l'entrefer à cet endroit ;

À l'extrémité du pôle arrière du pôle magnétique principal (l'extrémité du pôle magnétique rotatif), le champ magnétique d'induit est dans la direction opposée au champ magnétique principal, ce qui entraîne un affaiblissement du champ magnétique de l'entrefer à cet endroit.
Finalement, la distribution symétrique du champ magnétique principal est rompue et l’axe du champ magnétique dévie (s’écarte de l’axe du pôle magnétique principal), un phénomène connu sous le nom de « distorsion du champ magnétique ».

2. Le champ magnétique principal global est « affaibli » (ce phénomène n'existe que dans les moteurs à courant continu)
Pour les moteurs à courant continu, la direction du courant d'induit est opposée à la direction de la force électromotrice induite, et le champ magnétique d'induit génère non seulement une composante orthogonale, mais également une « composante de démagnétisation d'axe direct » opposée à la direction du champ magnétique principal, ce qui entraîne un léger affaiblissement de la force globale du champ magnétique principal.

3. Les dangers de la réaction d'induit : ils affectent les performances et la fiabilité du moteur
La réaction d’induit n’est pas un « phénomène bénéfique » et ses effets néfastes directs se reflètent principalement dans deux aspects :
Difficulté à faire marche arrière, étincelles générées
La distorsion du champ magnétique peut provoquer une force électromotrice induite (appelée force électromotrice réactive) dans « l’élément de commutation » de l’enroulement d’induit (la bobine d’enroulement qui passe d’une branche à une autre), entraînant des étincelles électriques entre les balais et le commutateur pendant la commutation.
Les étincelles usent non seulement les balais et les commutateurs, réduisent la durée de vie du moteur, mais dans les cas les plus graves, peuvent également provoquer des incendies annulaires (étincelles formant des arcs), brûlant les enroulements de l'induit.
Les performances du moteur diminuent
La distorsion du champ magnétique entraîne la génération d’un « couple supplémentaire » pendant le fonctionnement du moteur, provoquant des fluctuations de vitesse, des vibrations et du bruit ;
L'affaiblissement du champ magnétique principal peut entraîner une diminution du couple de sortie du moteur, une augmentation de la vitesse (adoucissement des caractéristiques) ou une diminution de la tension de sortie du générateur.

4. Mesures clés pour affaiblir la réaction d'induit
Pour réduire les dommages causés par la réaction d’induit, les mesures techniques suivantes sont généralement adoptées dans l’industrie :
Installer un « enroulement de compensation »
Un ensemble d'enroulements de compensation connectés en série avec l'enroulement d'induit est enroulé autour des épanouissements polaires du pôle magnétique principal, ce qui génère un champ magnétique dans la direction opposée au champ magnétique d'induit, annulant directement l'influence du champ magnétique d'induit et supprimant la distorsion du champ magnétique et les effets de démagnétisation de la racine (principalement utilisé dans les moteurs à courant continu à grande capacité et à grande vitesse).
Régler le « pôle inverseur » (pôle intermédiaire)

Installer un ensemble de petits pôles magnétiques (pôles d'inversion) entre les deux pôles magnétiques principaux, leurs enroulements étant connectés en série avec l'enroulement d'induit, afin de générer un champ magnétique de direction opposée à celui de l'induit. Ce dispositif est spécialement conçu pour contrer le champ magnétique de l'induit au niveau de l'élément de commutation, éliminer la force électromotrice réactive et améliorer les conditions de commutation (configuration standard pour les moteurs à courant continu de moyenne et grande capacité).

Utilisation d'une « brosse large » ou d'une « armature à fentes »
Les balais larges peuvent couvrir davantage de segments de commutateur, réduire le taux de changement de courant des composants individuels et réduire les étincelles ;
Le noyau d'armature adopte une conception à « rainure oblique » (la rainure forme un certain angle avec l'axe), ce qui peut affaiblir les composantes harmoniques du champ magnétique de l'armature et réduire la distorsion du champ magnétique.