طريقة المعاوقة المتزامنة
طريقة المقاومة المتزامنة، المعروفة أيضًا بطريقة القوة الكهربائية الدافعة (EMF)، تحل محل تأثير التفاعل الذراعي بمثابة عكسية خيالية مكافئة. لحساب تنظيم الجهد باستخدام هذه الطريقة، يتطلب الأمر البيانات التالية: مقاومة الذراع لكل مرحلة، منحنى الخاصية تحت الفتح (OCC) الذي يوضح العلاقة بين الجهد تحت الفتح وتيار المجال، ومنحنى الخاصية تحت القصر (SCC) الذي يظهر العلاقة بين تيار القصر وتيار المجال.
بالنسبة للمولد المتزامن، المعادلات التالية معطاة أدناه:
لحساب المقاومة المتزامنة Zs، يتم أخذ القياسات ويتم استنتاج قيمة Ea (القوة الكهربائية الدافعة المستحثة في الذراع). باستخدام Ea و V (جهد المحطة)، يتم بعد ذلك حساب تنظيم الجهد.
قياس المقاومة المتزامنة
تُحدد المقاومة المتزامنة من خلال ثلاثة اختبارات رئيسية:
اختبار المقاومة المباشرة
في هذا الاختبار، يفترض أن المولّد متصل بالنجوم بلفة المجال المباشرة مفتوحة الدائرة، كما هو موضح في مخطط الدائرة أدناه:
اختبار المقاومة المباشرة
يتم قياس المقاومة المباشرة بين كل زوج من المحطات باستخدام إما طريقة الأمبيرمتر-الفولتمتر أو جسر ويتسون. يتم حساب متوسط ثلاثة قيم مقاومة مقاسة Rt، ويتم اشتقاق المقاومة المباشرة لكل مرحلة RDC عن طريق تقسيم Rt على 2. مع الأخذ في الاعتبار تأثير الجلد، والذي يزيد من المقاومة التبادلية الفعالة، يتم الحصول على المقاومة التبادلية لكل مرحلة RAC عن طريق ضرب RDC بمعامل يتراوح بين 1.20-1.75 (القيمة النموذجية: 1.25)، حسب حجم الجهاز.
اختبار الدائرة المفتوحة
لمعرفة المقاومة المتزامنة عبر اختبار الدائرة المفتوحة، يعمل المولّد عند السرعة المتزامنة المحددة مع محطات الحمل مفتوحة (حمولات غير متصلة) وتكون تيار المجال مبدئياً صفر. مخطط الدائرة المقابل موضح أدناه:
اختبار الدائرة المفتوحة (استمرار)
بعد ضبط تيار المجال إلى الصفر، يتم زيادة تيار المجال تدريجيًا في خطوات مع قياس جهد المحطة Et في كل خطوة. عادةً ما يتم رفع تيار التشويح حتى يصل جهد المحطة إلى 125٪ من القيمة المحددة. يتم رسم منحنى بين جهد المرحلة تحت الفتح Ep = Et/sqrt 3 وتيار المجال If، مما ينتج عنه منحنى الخاصية تحت الفتح (O.C.C). هذا المنحنى يعكس شكل منحنى المغناطيسية القياسية، مع تمديد منطقة الخطية منه ليشكل خط الهواء.
يتم توضيح O.C.C وخط الهواء في الشكل أدناه:
اختبار الدائرة القصيرة
في اختبار الدائرة القصيرة، يتم تقصير محطات الذراع بواسطة ثلاثة أمبيرمترات، كما هو موضح في الشكل أدناه:
اختبار الدائرة القصيرة (استمرار)
قبل بدء المولّد، يتم تخفيض تيار المجال إلى الصفر، ويتم ضبط كل أمبيرمتر على نطاق يتجاوز التيار الكامل للحمل المحدد. يعمل المولّد عند السرعة المتزامنة، مع زيادة تيار المجال تدريجيًا - مشابهة لاختبار الدائرة المفتوحة - بينما يتم قياس تيار الذراع في كل خطوة. يتم ضبط تيار المجال حتى يصل تيار الذراع إلى 150٪ من القيمة المحددة.
في كل خطوة، يتم تسجيل تيار المجال If ومتوسط ثلاثة قراءات للأمبيرمتر (تيار الذراع Ia). يتم رسم منحنى بين Ia و If مما ينتج عنه منحنى الخاصية تحت القصر (S.C.C)، والذي يشكل عادةً خطًا مستقيمًا، كما هو موضح في الشكل أدناه.
حساب المقاومة المتزامنة
لحساب المقاومة المتزامنة Zs، يتم أولاً وضع منحنى الخاصية تحت الفتح (OCC) ومنحنى الخاصية تحت القصر (SCC) على نفس الرسم البياني. ثم يتم تحديد تيار القصر ISC المقابل لجهد المولّد المحدد لكل مرحلة Erated. يتم اشتقاق المقاومة المتزامنة كنسبة بين جهد الدائرة المفتوحة EOC (عند تيار المجال الذي ينتج Erated إلى تيار القصر المقابل ISC، ويتم التعبير عنها كـ s = EOC / ISC.
يتم توضيح الرسم البياني أدناه:
من الشكل أعلاه، يعتبر تيار المجال If = OA، الذي ينتج جهد المولّد المحدد لكل مرحلة. بالنسبة لهذا تيار المجال، يتم تمثيل جهد الدائرة المفتوحة بواسطة AB.
افتراضات طريقة المقاومة المتزامنة
تفترض طريقة المقاومة المتزامنة أن المقاومة المتزامنة (المحددة من نسبة جهد الدائرة المفتوحة إلى تيار القصر عبر منحنى OCC و SCC) تبقى ثابتة عندما تكون هذه الخصائص خطية. كما تفترض أن الفيض تحت ظروف الاختبار يتطابق مع الفيض تحت الحمل، رغم أن هذا يسبب خطأ لأن تيار الذراع المقصور يتأخر عن الجهد بمقدار ~90°، مما يسبب تفاعل ذراعي غالبًا ما يكون مغناطيسيًا. يتم نمذجة تأثيرات تفاعل الذراع كانخفاض في الجهد متناسب مع تيار الذراع، مجتمعة مع انخفاض الجهد بسبب التردّد، مع افتراض أن المقاومة المغناطيسية ثابتة (صالح لمحركات الأسطوانة بسبب فجوات الهواء المنتظمة). عند التحفيز المنخفض، ثابت (مقاومة خطية/غير مشبعة)، ولكن التشبع يقلل بعد منطقة الخطية لـ OCC (مقاومة مشبعة). هذه الطريقة تعطي تنظيم جهد أعلى من الواقع، مما يجعلها تُعرف باسم الطريقة التشاؤمية.
