הסנכרון של כוח ומקדם מומנט

הגדרת כוח סינכרוני

כוח הסינכרון, מסומן כ- P_syn, מוגדר כהשתנות של כוח סינכרוני P בהתאם לשינויים בזווית המטען δ. מכונה גם כ"קשיחות הקישור", "גורם יציבות" או "גורם קשיחות", הוא מדד את הטייה הטבועה בנשאי סינכרונים (מגנוט או מנוע) לשמור על סינכרוניות כשהם מחוברים לחוטים אינסופיים.

עקרון שמירת הסינכרוניות

נניח מגנוט סינכרוני שמשלח כוח קבוע Pa בזווית מטען δ0. הפרעה טרנסיאנטית הגורמת להאצת הרוטור (לדוגמה, עלייה ב-δ ב-dδ) מעבירה את נקודת ההפעלה למשוואה של כוח קבוע חדש, מגדילה את המטען ל-Pa+δP. מאחר שהכוח המכני הנכנס נשאר ללא שינוי, המטען החשמלי הנוסף מאט את הרוטור ומחזיר את הסינכרוניות.

בהיפך, אם הפרעה מאטה את הרוטור (מפחיתה את δ), המטען יורד ל-a Pa−δP. הכוח הנכנס הקבוע מאיץ את הרוטור ומחדש את הסינכרוניות.

מקדם כוח סינכרוני: מדד לאפקטיביות התיקון

יעילותกลанизה עצמית זו תלויה בספיקה בהעברת כוח בהתאם לשינויי זווית המטען. זה מתואר על ידי מקדם כוח הסינכרון, המתאר בצורה מתמטית איך כוח מתאים כדי להחזיר שיווי משקל לאחר הפרעה.

• מאפיינים מרכזיים:

• קשור באופן בלתי נפרד לתגובה הדינמית של המכשיר לסטות זוויתיות.

• קובע את חסינות המערכת gegenüber אי-יציבות טרנסיאנטית.

• ערכים גבוהים יותר של Psyn מצביעים על קשר קשיח יותר והחזרה מהירה יותר לסינכרוניות.

עקרון זה מדגיש את התפקיד הבסיסי של כוח סינכרוני בהחזקת יציבות הרשת, מאפשר לנשאי סינכרונים להתמודד באופן עצמאי עם הפרעות ולהחזיק בהפעלה יציבה.

פלט כוח לכל פאזה של מגנוט רוטורי צילינדרי מקדם מומנט סינכרוני

בנשאי סינכרונים רבים Xs >> R. לכן, עבור מגנוט רוטורי צילינדרי, תוך התעלמות מהשיטפונות וההתנגדות של הסטטור, המשוואות (3) ו-(5) נעשות

יחידת מידה של מקדם כוח סינכרוני Psyn

מקדם כוח הסינכרון מתואר בוואט למול רדיאן חשמלי.

אם P הוא מספר הזוגות של קטבים של המכשיר.

מקדם כוח סינכרוני לכל רדיאן מכני נתון על ידי המשוואה שלהלן:

מקדם כוח סינכרוני לכל מעלות מכניות נתון כך:

מקדם מומנט סינכרוני

מקדם מומנט הסינכרון מוגדר כמומנט שנוצר במהירות סינכרונית, שם מומנט הסינכרון מתאר את המומנט המספק כוח סינכרוני במהירות זו. מסומן כ- τ_sy, המקדם מתואר על ידי המשוואה:

כאשר,

• m הוא מספר הפאזות של המכשיר

• ω_s = 2 π n_s

• n_s הוא מהירות הסינכרונית בשניות סיבוב

משמעות מקדם כוח סינכרוני

מקדם כוח הסינכרון Psyn מודד את קשיחות הקשר המגנטי בין הרוטור והסטטור של נשאי סינכרונים. מקדם כוח סינכרוני גבוה יותר מצביע על קשר קשיח יותר, אך קשיחות יתר יכולה노חשף את המכשיר לאירועי הלם מכניים מהתנודות החדות של מטען או אספקה – פוטנציאלית מזיק לרוטור או לקוילים.

המשוואות (17) ו-(18) לעיל מצביעות על כך ש-Psyn הוא הפוך לה.REACTANXS סינכרוני. מכשיר בעל פערים אוויריים גדולים מציג תגובה נמוכה יחסית, מה שהופך אותו לקשיח יותר מאשר מכשיר עם פערים אוויריים קטנים. מאחר ש-Psyn פרופורציונלי ל-Ef, מכשיר מוגבר מראה קשיחות גדולה יותר מאשר מכשיר לא מוגבר.

היכולת לשחזור היא מקסימלית כאשר δ = 0 (כלומר, ללא מטען), בעוד שהיא יורדת לאפס כאשר δ = ±90^∘. בנקודה זו, המכשיר מגיע לשיווי משקל בלתי יציב ולגבול יציבות מצב יציב. לפיכך, פעולה של מכשיר בגבול יציבות זה אינה אפשרית בשל התנגדות אפסית להתפרעות קטנות – אלא אם כן הוא מצויד במערכת התלהבות מהירה מיוחסת.