Menyelaraskan Kuasa dan Pekali Tork

Definisi Kuasa Penyatuan

Kuasa penyatuan, ditandai sebagai P_syn, didefinisikan sebagai variasi dalam kuasa serentak P berkenaan dengan perubahan sudut beban δ. Juga dirujuk sebagai kekakuan penghubung, faktor kestabilan, atau faktor ketegangan, ia mengkuantifikasi kecenderungan intrinsik mesin serentak (penjana atau motor) untuk mengekalkan keserentakan apabila disambungkan ke bar bus tak terbatas.

Prinsip Pengekalan Keserentakan

Pertimbangkan penjana serentak yang mentransmisikan kuasa stabil Pa pada sudut beban δ0. Gangguan sementara yang menyebabkan percepatan rotor (contohnya, peningkatan δ sebanyak dδ) menggeser titik operasi ke kurva kuasa konstan baru, meningkatkan beban kepada Pa+δP. Kerana daya input mekanikal tetap tidak berubah, beban elektrik tambahan ini memperlambat rotor, memulihkan keserentakan.

Sebaliknya, jika gangguan melambatkan rotor (menurunkan δ), beban turun kea Pa−δP. Daya input konstan kemudian mempercepat rotor, mengembalikan keserentakan.

Pekali Kuasa Penyatuan: Ukuran Efisiensi Koreksi

Keberkesanan mekanisme koreksi sendiri bergantung pada kadar perubahan pemindahan kuasa berkenaan dengan variasi sudut beban. Ini dikuantifikasi oleh pekali kuasa penyatuan, yang secara matematik mewakili bagaimana kuasa menyesuaikan untuk memulihkan keseimbangan selepas gangguan.

• Ciri-ciri Utama:

• Secara inheren berkaitan dengan respons dinamik mesin terhadap penyimpangan sudut.

• Menentukan ketahanan sistem terhadap ketidakstabilan sementara.

• Nilai Psyn yang lebih tinggi menunjukkan penghubungan yang lebih kaku dan pemulihan keserentakan yang lebih cepat.

Prinsip ini menekankan peranan fundamental kuasa penyatuan dalam mengekalkan kestabilan grid, membolehkan mesin serentak secara autonomi menentang gangguan dan mengekalkan operasi keadaan tetap.

Keluaran kuasa setiap fasa bagi penjana rotor silinder pekali tork penyatuan

Dalam banyak mesin serentak Xs >> R. Oleh itu, untuk mesin rotor silinder, mengabaikan jenuhan dan rintangan stator persamaan (3) dan (5) menjadi

Unit Pekali Kuasa Penyatuan Psyn

Pekali kuasa penyatuan dinyatakan dalam watt per radian elektrik.

Jika P adalah jumlah pasangan kutub mesin.

Pekali Kuasa Penyatuan per radian mekanikal diberikan oleh persamaan di bawah:

Pekali Kuasa Penyatuan per darjah mekanikal diberikan sebagai:

Pekali Tork Penyatuan

Pekali tork penyatuan didefinisikan sebagai tork yang dihasilkan pada kelajuan serentak, di mana tork penyatuan secara khusus merujuk kepada tork yang memberikan kuasa penyatuan pada kelajuan ini. Ditetapkan oleh τ_sy, pekali ini dinyatakan oleh persamaan:

Di mana,

• m adalah bilangan fasa mesin

• ω_s = 2 π n_s

• n_s adalah kelajuan serentak dalam revolusi per saat

Kepentingan Pekali Kuasa Serentak

Pekali kuasa serentak Psyn mengkuantifikasi kekakuan penghubungan magnet antara rotor dan stator mesin serentak. Nilai Psyn yang lebih tinggi menunjukkan penghubungan yang lebih kaku, tetapi kekakuan berlebihan dapat mengekspos mesin kepada gegaran mekanikal dari variasi beban atau bekalan yang mendadak—potensial merosakkan rotor atau lilitan.

Persamaan di atas (17) dan (18) menunjukkan bahawa Psyn berbanding terbalik dengan reaktans serentak. Mesin dengan jurang udara yang lebih besar menunjukkan reaktans yang relatif lebih rendah, menjadikannya lebih kaku daripada satu dengan jurang udara yang lebih kecil. Kerana Psyn berbanding lurus dengan Ef, mesin yang overexcited menunjukkan kekakuan yang lebih besar daripada yang underexcited.

Kemampuan pemulihan mencapai maksimum apabila δ = 0 (i.e., tanpa beban), sementara ia menurun hingga sifar apabila δ = ±90^∘. Pada titik ini, mesin mencapai keseimbangan yang tidak stabil dan had kestabilan keadaan tetap. Oleh itu, mengoperasikan mesin pada had kestabilan ini tidak layak kerana ketidaksanggupannya menentang gangguan kecil—kecuali dilengkapi dengan sistem eksitasi cepat bertindak khusus.