Armaturspänningen

Armaturspänningen är den spänning som appliceras över armaturens lindningar i en elektrisk maskin, oftast i likströmsmaskiner där armaturen utgör den roterande lindningen. Spänningen ansluts till armaturen via externa kontakter och bestämmer den ström Ia som flyter genom lindningarna samt maskinens operativa läge.

Den elektriska balansen i en DC-armatur beskrivs av armaturslagen: Va (armaturspänningen) är summan av den inbyggda elektromotoriska spänningen Ea och spänningsfallen över resistansen Ra och den självinduktiva reaktansen La. Detta uttrycks som Va = Ea + Ia Ra + La dIa/dt för en motor. För en generator är sambandet Va = Ea − Ia Ra − La dIa/dt. Vid steady state (dIa/dt ≈ 0) förenklas det till Va ≈ Ea + Ia Ra för motor och Va ≈ Ea − Ia Ra för generator.

Praktisk betydelse: Armaturspänningen styr hastigheten i DC-motorer (höjd Va ger högre hastighet under konstant fältflöde och last). I generatorer bestämmer Va den levererade terminalspänningen till lasten. Ea, som är den back-emf maskinen genererar, ökar med rotorhastigheten och fältflödet enligt Ea ≈ kΦω.

Reglering och dynamik: Spänningen påverkas av ledningsförluster och dynamiska fenomen; regulatorer och konverterare används för att upprätthålla önskad armatursnivå under olika belastnings- och hastighetsförhållanden. Armaturspänningen är därmed en central parameter för prestanda, reglering och övergångsrespons hos både motorer och generatorer.