A reação da armadura em um motor CC se refere à influência do campo magnético (campo magnético da armadura) gerado pela energização do enrolamento da armadura no campo magnético principal (campo magnético gerado pelo polo magnético principal) do motor durante a operação.
Essa influência mudará a distribuição, a força e a direção do campo magnético principal, afetando assim o desempenho do motor (como comutação, velocidade, torque de saída, etc.).

1、 Contexto principal: Dois campos magnéticos do motor DC
Para entender a reação da armadura, é necessário primeiro esclarecer os dois campos magnéticos independentes que existem durante a operação de um motor CC:
Campo magnético principal (campo magnético do polo principal)

O polo magnético principal no estator do motor (geralmente um ímã permanente ou um enrolamento de excitação CC) gera o “campo magnético básico” para conversão de energia no motor.

Em um estado ideal, o campo magnético principal é distribuído simetricamente em forma trapezoidal ao longo do entreferro do motor (o entreferro entre o estator e o rotor), com a direção do campo magnético apontando do polo N para o polo S.
Campo magnético da armadura (campo magnético do rotor)A armadura é a parte do rotor de um motor, na qual o enrolamento da armadura é enrolado.

Quando corrente contínua é aplicada ao enrolamento da armadura (durante a operação do motor) ou corrente induzida é gerada pelo corte do campo magnético principal devido à rotação do rotor (durante a operação do gerador), o enrolamento da armadura gerará seu próprio campo magnético, ou seja, o campo magnético da armadura.
A direção do campo magnético da armadura pode ser determinada pela regra do parafuso da mão direita: a direção de curvatura dos quatro dedos é a direção da corrente, e o polegar aponta na direção do polo N do campo magnético.
Suas características de distribuição são: o eixo do campo magnético é perpendicular ao eixo principal do campo magnético (conhecido como “campo magnético de eixo cruzado”) e é distribuído simetricamente ao longo da circunferência da armadura.

2、 A principal influência da reação da armadura: distorção e enfraquecimento do campo magnético principal
A superposição do campo magnético da armadura e do campo magnético principal no entreferro do motor resulta na destruição da distribuição original do campo magnético principal. A influência do núcleo pode ser dividida em dois pontos:

1. O campo magnético principal sofre “distorção” (distorção)
O campo magnético principal ideal é simétrico, mas o campo magnético da armadura terá um efeito “push-pull” no campo magnético principal:
Na ponta do polo frontal do polo magnético principal (a ponta do polo magnético na direção da rotação do motor), o campo magnético da armadura está na mesma direção que o campo magnético principal, resultando em um aumento no campo magnético do entreferro neste local;

Na ponta do polo traseiro do polo magnético principal (a extremidade do polo magnético rotativo), o campo magnético da armadura está na direção oposta ao campo magnético principal, resultando em um enfraquecimento do campo magnético do entreferro neste local.
No final, a distribuição simétrica do campo magnético principal é quebrada, e o eixo do campo magnético se desvia (desvia do eixo do polo magnético principal), um fenômeno conhecido como “distorção do campo magnético”.

2. O campo magnético principal geral é “enfraquecido” (existente apenas em motores CC)
Para motores CC, a direção da corrente da armadura é oposta à direção da força eletromotriz induzida, e o campo magnético da armadura não apenas gera um componente ortogonal, mas também um “componente de desmagnetização do eixo direto” oposto à direção do campo magnético principal, resultando em um ligeiro enfraquecimento da força geral do campo magnético principal.

3、 Os perigos da reação da armadura: afetando o desempenho e a confiabilidade do motor
A reação da armadura não é um “fenômeno benéfico”, e seu dano direto se reflete principalmente em dois aspectos:
Dificuldade de reversão, faíscas geradas
A distorção do campo magnético pode causar força eletromotriz induzida (chamada de força eletromotriz reativa) no “elemento de comutação” do enrolamento da armadura (a bobina de enrolamento que está alternando de um ramo para outro), resultando em faíscas elétricas entre as escovas e o comutador durante a comutação.
As faíscas não só desgastam as escovas e os comutadores, encurtam a vida útil do motor, mas em casos graves também podem causar incêndios circulares (faíscas formando arcos), queimando os enrolamentos da armadura.
O desempenho da operação do motor diminui
A distorção do campo magnético leva à geração de “torque adicional” durante a operação do motor, causando flutuações de velocidade, vibrações e ruído;
O enfraquecimento do campo magnético principal pode levar a uma diminuição no torque de saída do motor, um aumento na velocidade (suavização das características) ou uma diminuição na tensão de saída do gerador.

4. Principais medidas para enfraquecer a reação da armadura
Para reduzir os danos da reação da armadura, as seguintes medidas técnicas são geralmente adotadas na indústria:
Instalar 'enrolamento de compensação'
Um conjunto de enrolamentos de compensação conectados em série com o enrolamento da armadura é enrolado ao redor das sapatas polares do polo magnético principal, o que gera um campo magnético na direção oposta ao campo magnético da armadura, cancelando diretamente a influência do campo magnético da armadura e suprimindo a distorção do campo magnético e os efeitos de desmagnetização da raiz (usado principalmente em motores CC de alta capacidade e alta velocidade).
Ajuste o “pólo de reversão” (pólo intermediário)

Instale um conjunto de pequenos polos magnéticos (polos de reversão) entre os dois polos magnéticos principais, com seus enrolamentos conectados em série com o enrolamento da armadura, para gerar um campo magnético com direção oposta à do campo magnético da armadura. Este conjunto foi projetado especificamente para neutralizar o campo magnético da armadura no elemento de comutação, eliminar a força eletromotriz reativa e melhorar as condições de comutação (configuração padrão para motores CC de média e grande capacidade).

Usando “escova larga” ou “armadura ranhurada”
Escovas largas podem cobrir mais segmentos do comutador, reduzir a taxa de mudança de corrente de componentes individuais e diminuir as faíscas;
O núcleo da armadura adota um design de “ranhura enviesada” (a ranhura forma um certo ângulo com o eixo), o que pode enfraquecer os componentes harmônicos do campo magnético da armadura e reduzir a distorção do campo magnético.