Virtan ja torque-kerroin synkronointi

Synkronointivoiman määritelmä

Synkronointivoima, jota merkitään P_syn, on synkronisen voiman P muutos latauskulman δ suhteen. Tätä kutsutaan myös kytkennän jäykyydeksi, vakaussuureeksi tai jäykyyssuureeksi, ja se kvantifiikoi synkronisen laitteen (generaattorin tai moottorin) luonnollista taipumusta ylläpitää synkronisuutta kun se on yhdistetty äärettömään busbariin.

Synkronisuuden ylläpitämisen periaate

Oletetaan, että synkroninen generaattori siirtää vakiovoimaa Pa latauskulmassa δ0. Ajallinen häiriö, joka aiheuttaa rotorin kiihtymisen (esimerkiksi δ kasvaa dδ) siirtää toimintapisteen uuteen vakiovoimakäyrään, lisää latauksen Pa+δP. Koska mekaninen syöttövoima pysyy samana, lisäelektroniinen lataus hidastaa rotoria, palauttaen synkronisuuden.

Vastaavasti, jos häiriö hidastaa rotoria (vähentää δ), lataus laskee a Pa−δP. Vakio syöttövoima kiihdyttää sitten rotoria, palauttaen synkronisuuden.

Synkronointivoiman kerroin: Korjaavaisen tehokkuuden mittari

Tämän itse korjaavan mekanismin tehokkuus riippuu voiman siirtymisen muutoksen nopeudesta latauskulman muutoksen suhteen. Tämä kvantifioidaan synkronointivoiman kertoimella, joka matemaattisesti edustaa, miten voima mukautuu palauttaakseen tasapainon häiriön jälkeen.

• Tärkeät ominaisuudet:

• Luontevasti sidoksissa laitteen dynaamiseen vastaukseen kulmakulmiin.

• Määrittelee järjestelmän kyvyn vastustaa ajallisia epävakautta.

• Korkeammat Psyn arvot tarkoittavat jäykempää kytkentää ja nopeampaa synkronisuuden palautumista.

Tämä periaate korostaa synkronointivoiman keskeistä roolia verkon vakauden ylläpitämisessä, mahdollistaen synkronisten laitteiden itsenäisen häiriöiden vastustamisen ja vakionopeuden ylläpitämisen.

Voimansiirto vaiheittain sylinteriluksikon generaatrorin synkronointitorquen kertoimen mukaan

Monissa synkronisissa laitteissa Xs >> R. Siksi, sylinteriluksikon laitteessa, saturaation ja statoriresistanssin sivuuttamalla yhtälöt (3) ja (5) muuttuvat

Synkronointivoiman kertoimen Psyn yksikkö

Synkronointivoiman kerroin ilmaistaan vattein elektrisellä radiaanilla.

Jos P on laitteen parien kokonaismäärä.

Synkronointivoiman kerroin mekaanisella radiassa annetaan alla olevalla yhtälöllä:

Synkronointivoiman kerroin mekaanisella asteessa annetaan seuraavasti:

Synkronointitorquen kerroin

Synkronointitorquen kerroin määritellään torstinä, joka syntyy synkronisessa nopeudessa, jossa synkronointitorque erityisesti vastaa synkronointivoiman tuottamaa torquea tässä nopeudessa. Merkitty τ_sy, kerroin ilmaistaan yhtälöllä:

Missä,

• m on laitteen vaiheiden lukumäärä

• ω_s = 2 π n_s

• n_s  on synkroninen nopeus pyöräyksissä sekunnissa

Synkronointivoiman kertoimen merkitys

Synkronointivoiman kerroin Psyn kvantifiikoi synkronisen laitteen rotorin ja statorin välisen magneettisen kytkentän jäykyyttä. Korkeampi Psyn tarkoittaa jäykämpää kytkentää, mutta liian suuri jäykkyys altistaa laitteen mekaanisille iskuille äkillisistä lataus- tai tarjontamuutoksista – mikä voi vahingoittaa rotoria tai virityksiä.

Yllä olevat kaksi yhtälöä (17) ja (18) osoittavat, että Psyn on käänteisesti verrannollinen synkroniseen reaktanssiin. Laite, jolla on suurempi ilmasala, näyttää suhteellisesti pienemmän reaktanssin, tekeen sen jäykemmäksi kuin laite, jolla on pienempi ilmasala. Koska Psyn on suoraan verrannollinen Ef, ylipännöllinen laite osoittaa suurempaa jäykyyttä kuin alipännöllinen laite.

Palauttava kyky on maksimoituna, kun δ = 0 (eli tyhjällä latauksella), kun taas se heikkenee nollaan, kun δ = ±90^∘. Tässä pisteessä laite saavuttaa epävakavan tasapainotilan ja vakionopeuden stabiilisuusrajan. Näin ollen laitteen käyttö tässä stabiilisuusrajassa on toteutuskelpoinen vain, jos se on varustettu erikoisella nopeatoimisella pännöstysjärjestelmällä.