De ankerreactie in een gelijkstroommotor heeft betrekking op de invloed van het magnetische veld (ankermagnetisch veld) dat wordt gegenereerd door het bekrachtigen van de ankerwikkeling op het hoofdmagnetische veld (magnetisch veld dat wordt gegenereerd door de magnetische hoofdpool) van de motor tijdens bedrijf.
Deze invloed verandert de verdeling, sterkte en richting van het hoofdmagneetveld en heeft daardoor invloed op de prestaties van de motor (zoals commutatie, snelheid, uitgangskoppel, etc.).

1. Kernachtergrond: Twee magnetische velden van een gelijkstroommotor
Om de ankerreactie te begrijpen, moeten we eerst de twee onafhankelijke magnetische velden verduidelijken die bestaan ​​tijdens de werking van een gelijkstroommotor:
Hoofdmagneetveld (hoofdpoolmagneetveld)

De magnetische hoofdpool op de stator van de motor (meestal een permanente magneet of een DC-bekrachtigingswikkeling) genereert het “basismagneetveld” voor energieomzetting in de motor.

In een ideale toestand is het hoofdmagneetveld symmetrisch verdeeld in een trapeziumvorm langs de luchtspleet van de motor (de spleet tussen de stator en de rotor), waarbij de richting van het magnetische veld van de N-pool naar de S-pool wijst.
Ankermagnetisch veld (rotormagnetisch veld)Het anker is het rotorgedeelte van een motor, waaromheen de ankerwikkeling is gewikkeld.

Wanneer er gelijkstroom wordt toegepast op de ankerwikkeling (tijdens de werking van de motor) of wanneer er geïnduceerde stroom wordt opgewekt door het uitschakelen van het hoofdmagneetveld als gevolg van de rotatie van de rotor (tijdens de werking van de generator), zal de ankerwikkeling zijn eigen magnetische veld opwekken, namelijk het ankermagnetische veld.
De richting van het magnetische veld van het anker kan worden bepaald met de rechterschroefregel: de buigrichting van de vier vingers is de stroomrichting, en de duim wijst in de richting van de N-pool van het magnetische veld.
De verdelingskarakteristieken zijn als volgt: de magnetische veldas staat loodrecht op de hoofdas van het magnetische veld (ook wel het ‘dwarsmagneetveld’ genoemd) en is symmetrisch verdeeld langs de omtrek van het anker.

2. De belangrijkste invloed van de ankerreactie: vervorming en verzwakking van het hoofdmagneetveld
De superpositie van het ankermagneetveld en het hoofdmagneetveld in de luchtspleet van de motor leidt tot de vernietiging van de oorspronkelijke verdeling van het hoofdmagneetveld. De invloed op de kern kan worden onderverdeeld in twee punten:

1. Het hoofdmagneetveld ondergaat “vervorming” (vervorming)
Het ideale hoofdmagneetveld is symmetrisch, maar het ankermagneetveld zal een ‘push-pull’-effect hebben op het hoofdmagneetveld:
Aan de voorste poolpunt van de hoofdmagneetpool (de magnetische poolpunt in de richting van de motorrotatie) bevindt het magnetische veld van het anker zich in dezelfde richting als het hoofdmagneetveld, wat resulteert in een toename van het magnetische veld in de luchtspleet op deze locatie;

Aan de punt van de achterste pool van de hoofdmagneetpool (het uiteinde van de roterende magneetpool) is het magnetische veld van het anker tegengesteld gericht aan het hoofdmagneetveld, wat resulteert in een verzwakking van het magnetische veld in de luchtspleet op deze locatie.
Uiteindelijk wordt de symmetrische verdeling van het hoofdmagneetveld verbroken en wijkt de as van het magnetische veld af (van de as van de hoofdmagneetpool), een fenomeen dat bekend staat als "vervorming van het magnetische veld".

2. Het algemene hoofdmagneetveld is “verzwakt” (alleen aanwezig bij gelijkstroommotoren)
Bij gelijkstroommotoren is de richting van de ankerstroom tegengesteld aan de richting van de geïnduceerde elektromotorische kracht. Het magnetische ankerveld genereert niet alleen een orthogonale component, maar ook een "directe as-demagnetisatiecomponent" die tegengesteld is aan de richting van het hoofdmagneetveld. Dit resulteert in een lichte verzwakking van de algehele sterkte van het hoofdmagneetveld.

3. De gevaren van ankerreactie: invloed op de motorprestaties en betrouwbaarheid
De ankerreactie is geen ‘gunstig fenomeen’, en de directe schade ervan wordt vooral weerspiegeld in twee aspecten:
Moeilijk achteruitrijden, vonken gegenereerd
Vervorming van het magnetische veld kan een geïnduceerde elektromotorische kracht (ook wel reactieve elektromotorische kracht genoemd) veroorzaken in het "commutatie-element" van de ankerwikkeling (de wikkelingsspoel die van de ene tak naar de andere schakelt), wat resulteert in elektrische vonken tussen de borstels en de commutator tijdens de commutatie.
Vonken slijten niet alleen de borstels en collectoren, verkorten de levensduur van de motor en kunnen in ernstige gevallen ook ringbranden veroorzaken (vonken die vonken vormen), waardoor de ankerwikkelingen doorbranden.
De prestaties van de motorwerking nemen af
Vervorming van het magnetische veld leidt tot het genereren van “extra koppel” tijdens de werking van de motor, wat snelheidsschommelingen, trillingen en geluid veroorzaakt;
Verzwakking van het hoofdmagneetveld kan leiden tot een afname van het uitgangskoppel van de motor, een toename van het toerental (verzachting van de eigenschappen) of een afname van de uitgangsspanning van de generator.

4. Belangrijke maatregelen om de ankerreactie te verzwakken
Om de schade door ankerreacties te beperken, worden in de industrie doorgaans de volgende technische maatregelen toegepast:
'Compensatiewikkeling' installeren
Een set compensatiewikkelingen, in serie geschakeld met de ankerwikkeling, is gewikkeld rond de poolschoenen van de hoofdmagneetpool. Hierdoor wordt een magnetisch veld gegenereerd dat tegengesteld is aan het magnetische ankerveld. Hierdoor wordt de invloed van het magnetische ankerveld direct gecompenseerd en worden vervorming van het magnetische veld en demagnetiseringseffecten vanuit de wortel onderdrukt (meestal toegepast in DC-motoren met een grote capaciteit en hoge snelheid).
De “omkeerpool” (tussenpool) instellen

Plaats een set kleine magnetische polen (omkeerpolen) tussen de twee magnetische hoofdpolen, met hun wikkelingen in serie geschakeld met de ankerwikkeling, om een ​​magnetische veldrichting te genereren die tegengesteld is aan die van het ankermagneetveld. Dit is specifiek ontworpen om het ankermagneetveld bij het commutatie-element tegen te werken, de reactieve elektromotorische kracht te elimineren en de commutatiecondities te verbeteren (standaardconfiguratie voor gelijkstroommotoren met een gemiddelde en grote capaciteit).

Gebruik van een “brede borstel” of “gesleufde armatuur”
Brede borstels kunnen meer commutatorsegmenten bedekken, de stroomveranderingssnelheid van individuele componenten verminderen en de vonkvorming verminderen;
De ankerkern maakt gebruik van een ontwerp met een ‘scheve groef’ (de groef vormt een bepaalde hoek met de as), waardoor de harmonische componenten van het magnetische veld van het anker kunnen worden verzwakt en de vervorming van het magnetische veld kan worden verminderd.