電樞反應交軸電樞反應

交軸電樞反應即交軸電樞磁動勢對主極磁場的影響。在這里，我們為了分析問題的簡單，假定①磁場是不飽和的，②發電機電樞轉向是逆時針的，電動機則為順時針的。從而可知：

(1)交軸電樞磁場在半個極內對主極磁場起去磁作用，在另半個極內則起增磁作用，引起氣隙磁場畸變，使電樞表面磁通密度等于零的位置偏移幾何中性線，新的等于零的位置我們稱之為物理中性線。

(2)不計飽和時，交軸電樞反應既無增磁，亦無去磁作用。考慮飽和時，起到去磁作用。

電樞反應直軸電樞反應

當電刷不在幾何中性線上時，出現了直軸電樞反應。

(1)若為發電機，電刷順著旋轉的方向移動一個夾角，對主極磁場而言，直軸起去磁反應，若電刷逆著旋轉方向移動一個夾角，則直軸電樞反應將是增磁的。

(2)若為電動機，則剛好相反。

當電樞繞組中沒有電流通過時，由磁極所形成的磁場稱為主磁場，近似按正弦規律分布。當電樞繞組中有電流通過時，繞組本身產生一個磁場，稱為電樞磁場。電樞磁場對主磁場的作用將使主磁場發生畸變，產生電樞反應：

(1)純電阻性負載時的電樞反應

電樞磁場的電動勢與電流相位相同，電樞磁場使主磁場發生畸變，一半加強，一半削弱；

（2）純電感性負載時的電樞反應

電樞磁場的電流滯后于電動勢90度，電樞磁場產生的電動勢與主磁場產生的電動勢方向相反，因此削弱了主磁場電動勢，這就是為什么三相電路中含有電感性元件時電壓下降的原因；這時叫做縱軸去磁電樞反應

（3）純電容性負載時的電樞反應

電樞磁場的電流超前于電動勢90度，因電樞磁場與主磁場成90度，電樞磁場產生的電動勢與主磁場產生的電動勢方向相同，因此加強了主磁場電動勢，這就是為什么三相電路中含有電容性元件時端電壓上升的原因；這時叫做縱軸輔助磁電樞反應。

電樞反應對直流電機的工作影響很大，使磁極半邊的磁場加強；另半邊的磁場減弱，負載越大，電樞反應引起的磁場畸變越強烈，其結果將破壞電樞繞組元件的正常換向，易引起火花，使電機工作條件惡化。同時電樞反應將使極靴尖處磁通密集，造成換向片間的最大電壓過高，也易引起火花甚至造成電機環火。

加裝附加磁極以便使畸變的磁通得以補償。對大型電機，在主磁極的頂部加裝補償繞組可使磁通分布畸變得以修正。

電樞反應使氣隙磁場發生畸變，會對電機的換向帶來不利影響：

1、由于幾何中性線處的氣隙磁密不再為零，于是，處在幾何中性線處的換向元件（電刷是與處在幾何中性線處的元件所連接的換向片接觸的）中必然會產生感應電動勢，使換向發生困難。

2、氣隙磁場畸變使換向器上的片間電壓不均勻，尤其當電機負載突變時，形成強烈的電樞反應，氣隙磁場嚴重畸變，有可能使相鄰兩換向片之間的電位差超過一定的限度，從而產生電位差火花，而且隨著電弧的拉長可能出現環火。換向是直流電機的一個專門問題，換向不良就會在換向器和電刷間產生火花，火花超過定程度，就會燒壞電刷和換向器，嚴重影響電機運行。此外，火花會產生電磁波，對無線通信造成干擾。

產生火花的原因有很多，除電磁原因外，還有機械的原因，換向過程中還伴隨著電化學、電熱等因素，它們相互交織在一起，過程相當復雜。

在直流電機中，主場由場線圈產生。在發電和電動兩種模式中，電樞承載電流并建立磁場，稱為電樞磁通。電樞磁通對主磁場的影響稱為電樞反應。電樞反應：

1. 去磁場

2. 交叉磁化主場。

消磁效果可以通過在主勵磁繞組上增加額外的安匝來克服。具有共同的極點可以減少交叉磁化效應。

在放大器旋轉放大器中，電樞反應是必不可少的。

電樞反應的下降是磁場對發電機主極磁通分布的影響。

由于電樞纏繞有線圈，因此每當電流在線圈中流動時，在電樞中形成磁場。該場與發生器場成直角，稱為電樞的交叉磁化。電樞磁場的作用是扭曲發生器磁場并移動中性平面。中性平面是電樞繞組平行于磁力線移動的位置，這就是為什么位于該平面內的軸被稱為磁中性軸（MNA）的原因。這種效應被稱為電樞反應和正比于在電樞線圈中流過的電流。

發電機的電刷必須設置在中性平面上;也就是說，它們必須接觸換向器的連接到沒有感應電動勢的電樞線圈的部分。如果電刷接觸到中性面外的換向片，會使“帶電”線圈短路，造成電弧和功率損耗。

沒有電樞反應，磁中性軸（MNA）將與幾何中性軸（GNA）重合。電樞反應引起中性平面沿旋轉方向移動，如果電刷處于空載狀態，即沒有電樞電流流過時，當電樞電流流動時，它們不會處于中性平面。出于這個原因，希望將校正系統結合到發電機設計中。

這是克服電樞反應效應的兩個主要方法。第一種方法是當發電機產生正常的負載電流時，改變電刷的位置，使它們處于中性平面。在另一種方法中，在發生器中安裝稱為極間的特殊極點，以抵消電樞反應的影響。

電刷設置方法在發電機在相當恒定負載下運行的設備中是令人滿意的。如果負載有明顯的變化，中性平面就會按比例移動，刷子總是不能正確的位置。電刷設置方法是糾正小型發電機（產生大約1000W或更少）的電樞反應的最常見手段。較大的發生器需要使用間極。