Συγχρονισμός Ισχύος και Σταθμικού Συντελεστή
Ορισμός Συγχρονισμού Ισχύος
Η συγχρονισμένη ισχύς, που συμβολίζεται ως Psyn, ορίζεται ως η μεταβολή της συγχρονισμένης ισχύος P σε σχέση με τις αλλαγές στη γωνία φορτίου δ. Επίσης αναφέρεται ως σταθερότητα συνδέσμου, παράγοντας σταθερότητας ή παράγοντας στιγμής εκτελεστικής, και ποσοτικοποιεί την ένδοξη τάση μιας συγχρονισμένης μηχανής (γεννήτρια ή κινητήρα) να διατηρεί τη συγχρονισμένη λειτουργία όταν συνδέεται με άπειρες λεωφορείς.
Αρχή Διατήρησης Συγχρονισμού
Υποθέστε μια συγχρονισμένη γεννήτρια που μεταφέρει σταθερή ισχύ Pa σε γωνία φορτίου δ0. Μια παρατηρητική διατάραξη που προκαλεί επιτάχυνση του ρότορα (π.χ., αύξηση της &δ; με d&δ;) μετακινεί το σημείο λειτουργίας σε μια νέα σταθερή-ισχύ καμπύλη, αυξάνοντας το φορτίο σε Pa+&δ;P. Καθώς η μηχανική εισερχόμενη ισχύς παραμένει αναλλοίωτη, το επιπλέον ηλεκτρικό φορτίο επιβραδύνει τον ρότορα, επαναφέροντας τον συγχρονισμό.
Αντίθετα, αν μια διατάραξη επιβραδύνει τον ρότορα (μείωση της &δ;), το φορτίο μειώνεται σε a Pa−&δ;P. Η σταθερή εισερχόμενη ισχύς τότε επιταχύνει τον ρότορα, επαναφέροντας τον συγχρονισμό.
Συντελεστής Συγχρονισμού Ισχύος: Μέτρο Αποτελεσματικότητας Ορθοποίησης
Η αποτελεσματικότητα αυτού του μηχανισμού αυτο-ορθοποίησης εξαρτάται από την ταχύτητα μεταβολής μεταφοράς ισχύος σε σχέση με την μεταβολή της γωνίας φορτίου. Αυτό ποσοτικοποιείται από τον συντελεστή συγχρονισμού ισχύος, ο οποίος μαθηματικά αντιπροσωπεύει πώς η ισχύς προσαρμόζεται για να επαναφέρει την ισορροπία μετά από μια διατάραξη.
Αυτή η αρχή υπογραμμίζει το βασικό ρόλο της συγχρονισμένης ισχύος στη διατήρηση της σταθερότητας του δικτύου, επιτρέποντας στις συγχρονισμένες μηχανές να αντιμετωπίζουν αυτόνομα διαταραχές και να διατηρούν τη σταθερή λειτουργία.
Η ισχύς ανά φάση του γεννήτρια με κυλινδρικό ρότορα συντελεστή συγχρονισμού της τορμοσύνης
Σε πολλές συγχρονισμένες μηχανές Xs >> R. Συνεπώς, για μηχανή με κυλινδρικό ρότορα, παραβλέποντας την κόλληση και την αντίσταση του στατορα, οι εξισώσεις (3) και (5) γίνονται
Μονάδα Συντελεστή Συγχρονισμού Ισχύος Psyn
Ο συντελεστής συγχρονισμού ισχύος εκφράζεται σε watt ανά ηλεκτρικό ραδιάν.
Αν P είναι το σύνολο των ζευγών πόλων της μηχανής.
Ο συντελεστής συγχρονισμού ισχύος ανά μηχανικό ραδιάν δίνεται από την εξής εξίσωση:
Ο συντελεστής συγχρονισμού ισχύος ανά μηχανικό βαθμό δίνεται ως:
Συντελεστής Συγχρονισμού Τορμοσύνης
Ο συντελεστής συγχρονισμού τορμοσύνης ορίζεται ως η τορμοσύνη που παράγεται σε συγχρονισμένη ταχύτητα, όπου η συγχρονισμένη τορμοσύνη συγκεκριμένα αντιστοιχεί στην τορμοσύνη που παράγει συγχρονισμένη ισχύ σε αυτή τη ταχύτητα. Συμβολίζεται ως &τ;sy, ο συντελεστής εκφράζεται από την εξίσωση:
Όπου,
m είναι το αριθμός των φάσεων της μηχανής
&ω;s = 2 &π; ns
ns είναι η συγχρονισμένη ταχύτητα σε επαναλήψεις ανά δευτερόλεπτο
Σημασία Συντελεστή Συγχρονισμού Ισχύος
Ο συντελεστής συγχρονισμού ισχύος Psyn ποσοτικοποιεί την σταθερότητα της μαγνητικής σύνδεσης μεταξύ του ρότορα και του στατορα μιας συγχρονισμένης μηχανής. Ένας υψηλότερος Psyn σημαίνει μια στερεότερη σύνδεση, αλλά υπερβολική σταθερότητα μπορεί να εκτεθεί η μηχανή σε μηχανικούς σοκ από απότομες μεταβολές φορτίου ή παροχής - πιθανά να προκαλέσει ζημίες στον ρότορα ή τις συνειρμούς.
Οι παραπάνω δύο εξισώσεις (17) και (18) δείχνουν ότι Psyn είναι αντίστροφα ανάλογος με τη συγχρονισμένη αντίδραση. Μια μηχανή με μεγαλύτερες αεριστικές διαστάσεις εμφανίζει σχετικά χαμηλότερη αντίδραση, κάνοντάς τη στερεότερη από μια με μικρότερες αεριστικές διαστάσεις. Επειδή Psyn είναι άμεσα ανάλογος με Ef, μια υπερεκταργημένη μηχανή εμφανίζει μεγαλύτερη σταθερότητα από μια υποεκταργημένη.
Η δυνατότητα επαναφοράς είναι μέγιστη όταν &δ; = 0 (δηλ. χωρίς φορτίο), ενώ μειώνεται σε μηδέν όταν &δ; = ±90∘. Σε αυτό το σημείο, η μηχανή φθάνει σε άσταθη ισορροπία και στο όριο σταθερότητας σταθερής κατάστασης. Συνεπώς, η λειτουργία μιας μηχανής σε αυτό το όριο σταθερότητας είναι αδύνατη λόγω της μηδενικής αντίστασης σε μικρές διαταραχές - εκτός αν είναι εξοπλισμένη με εξειδικευμένο γρήγορο σύστημα εκτάργησης.
