Μέθοδος Συνεπούς Αντίστασης
Η Μέθοδος της Συγχρόνης Αντίστασης, επίσης γνωστή ως Μέθοδος του ΔΠΕ, αντικαθιστά την επίδραση της αντίδρασης της αρματοφόρου με μια ισοδύναμη φανταστική αντίσταση. Για να υπολογιστεί η ρύθμιση τάσης με αυτή τη μέθοδο, απαιτούνται τα παρακάτω δεδομένα: η αντίσταση της αρματοφόρου ανά φάση, η καμπύλη Χαρακτηριστικής Ανοιχτού Κύκλου (OCC) που απεικονίζει τη σχέση μεταξύ τάσης ανοιχτού κύκλου και της ροής πεδίου, και η καμπύλη Χαρακτηριστικής Κλειστού Κύκλου (SCC) που δείχνει τη σχέση μεταξύ ροής κλειστού κύκλου και της ροής πεδίου.
Για έναν συγχρόνο γεννήτρια, οι εξής εξισώσεις δίνονται παρακάτω:
Για να υπολογιστεί η συγχρόνη αντίσταση Zs, λαμβάνονται μετρήσεις, και προκύπτει η τιμή του Ea (ΔΠΕ που παράγεται από την αρματοφόρου). Χρησιμοποιώντας το Ea και την V (τελική τάση), υπολογίζεται η ρύθμιση τάσης.
Μέτρηση της Συγχρόνης Αντίστασης
Η συγχρόνη αντίσταση καθορίζεται μέσω τριών βασικών δοκιμών:
Δοκιμή DC Αντίστασης
Σε αυτή τη δοκιμή, υποθέτεται ότι ο αλτερνατόρας είναι συνδεδεμένος με τη μέθοδο του αστέρα με την ενδεικτική κατασκευή DC ανοιχτού κύκλου, όπως φαίνεται στο σχήμα παρακάτω:
Δοκιμή DC Αντίστασης
Η DC αντίσταση μεταξύ κάθε ζευγαριού τερματικών μετρείται χρησιμοποιώντας είτε τη μέθοδο αμπερομέτρου-βολτμέτρου είτε το ποντίσιμο Wheatstone. Υπολογίζεται η μέση τιμή των τριών μετρημένων τιμών αντίστασης Rt, και η ανά φάση DC αντίσταση RDC προκύπτει διαιρώντας την Rt με 2. Λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση του skin effect, ο οποίος αυξάνει την αποτελεσματική AC αντίσταση, η ανά φάση AC αντίσταση RAC προκύπτει πολλαπλασιάζοντας την RDC με ένα παράγοντα 1,20-1,75 (τυπική τιμή: 1,25), ανάλογα με το μέγεθος της μηχανής.
Δοκιμή Ανοιχτού Κύκλου
Για να καθοριστεί η συγχρόνη αντίσταση μέσω της δοκιμής ανοιχτού κύκλου, ο αλτερνατόρας λειτουργεί σε ρυθμισμένη συγχρόνη ταχύτητα με τα τερματικά φορτίου ανοιχτά (αποσυνδεδεμένα) και την ροή πεδίου αρχικά θετική. Το αντίστοιχο σχήμα είναι εμφανές παρακάτω:
Δοκιμή Ανοιχτού Κύκλου (Συνέχεια)
Μετά το θέτικο της ροής πεδίου σε μηδέν, αυτή αυξάνεται σε βήματα, μετρώντας την τελική τάση Et σε κάθε αύξηση. Η ροή πεδίου συνήθως αυξάνεται μέχρι η τελική τάση να φθάσει στο 125% της ρυθμισμένης τιμής. Πλοτάρεται ένα γράφημα μεταξύ της φάσης τάσης ανοιχτού κύκλου Ep = Et/sqrt 3 και της ροής πεδίου If, παράγοντας την καμπύλη Χαρακτηριστικής Ανοιχτού Κύκλου (O.C.C). Αυτή η καμπύλη αντικατοπτρίζει τη μορφή μιας κανονικής καμπύλης μαγνητοποίησης, με τη γραμμική της περιοχή επεκταμένη για να σχηματίσει μια γραμμή αεροδιάστασης.
Η O.C.C και η γραμμή αεροδιάστασης είναι τυπικά απεικονισμένες στο παρακάτω σχήμα:
Δοκιμή Κλειστού Κύκλου
Στη δοκιμή κλειστού κύκλου, τα τερματικά της αρματοφόρου συνδέονται με τρεις αμπερόμετρους, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
Δοκιμή Κλειστού Κύκλου (Συνέχεια)
Πριν αρχίσει ο αλτερνατόρας, η ροή πεδίου μειώνεται σε μηδέν, και κάθε αμπερόμετρος ρυθμίζεται σε πεδίο που υπερβαίνει την ρυθμισμένη πλήρη ροή φορτίου. Ο αλτερνατόρας λειτουργεί σε συγχρόνη ταχύτητα, με την ροή πεδίου να αυξάνεται σε βήματα, παρόμοια με τη δοκιμή ανοιχτού κύκλου, μετρώντας την ροή αρματοφόρου σε κάθε αύξηση. Η ροή πεδίου ρυθμίζεται μέχρι η ροή αρματοφόρου να φθάσει στο 150% της ρυθμισμένης τιμής.
Για κάθε βήμα, η ροή πεδίου If και η μέση τιμή των τριών αναγνώσεων αμπερομέτρου (ροή αρματοφόρου Ia) καταγράφονται. Πλοτάρεται ένα γράφημα με την Ia εναντίον της If, παράγοντας την καμπύλη Χαρακτηριστικής Κλειστού Κύκλου (S.C.C), η οποία συνήθως σχηματίζει μια ευθεία, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Υπολογισμός της Συγχρόνης Αντίστασης
Για να υπολογιστεί η συγχρόνη αντίσταση Zs, πρώτα επικαλύπτονται οι καμπύλες Χαρακτηριστικής Ανοιχτού Κύκλου (OCC) και Χαρακτηριστικής Κλειστού Κύκλου (SCC) στο ίδιο γράφημα. Επόμενο, καθορίζεται η ροή κλειστού κύκλου ISC που αντιστοιχεί στην ρυθμισμένη τάση του αλτερνατόρα ανά φάση Erated. Η συγχρόνη αντίσταση προκύπτει τότε ως το πηλίκο της τάσης ανοιχτού κύκλου EOC (στην ροή πεδίου που παράγει την Erated σε σχέση με την αντίστοιχη ροή κλειστού κύκλου ISC, εκφρασμένη ως s = EOC / ISC.
Το γράφημα είναι εμφανές παρακάτω:
Από το παραπάνω σχήμα, θεωρείται η ροή πεδίου If = OA, η οποία παράγει την ρυθμισμένη τάση του αλτερνατόρα ανά φάση. Σε αυτή τη ροή πεδίου, η τάση ανοιχτού κύκλου εκφράζεται από την AB.
Υποθέσεις της Μέθοδου της Συγχρόνης Αντίστασης
Η μέθοδος της συγχρόνης αντίστασης υποθέτει ότι η συγχρόνη αντίσταση (που καθορίζεται από το πηλίκο της τάσης ανοιχτού κύκλου προς την ροή κλειστού κύκλου μέσω των καμπυλών OCC και SCC) παραμένει σταθερή όταν αυτές οι χαρακτηριστικές είναι γραμμικές. Επιπλέον, υποθέτει ότι η μαγνητική ροή κατά τη δοκιμή συνθήκων αντιστοιχεί σε εκείνη κατά τη φορτισμένη λειτουργία, παρόλο που αυτό προκαλεί σφάλμα, καθώς η ροή κλειστού κύκλου της αρματοφόρου καθυστερεί την τάση κατά ~90°, προκαλώντας κυρίως απομαγνητοποίηση. Οι επιδράσεις της αντίδρασης της αρματοφόρου μοντελοποιούνται ως πτώση τάσης ανάλογη με την ροή αρματοφόρου, σε συνδυασμό με την πτώση τάσης αντίστασης, με τη μαγνητική αντίσταση να θεωρείται σταθερή (ισχύει για κυλινδρικούς ρότορες λόγω ομοιόμορφων αεροδιαστάσεων). Σε χαμηλές ενεργοποιήσεις, η είναι σταθερή (γραμμική/ανεξαρτητή από την κυρτότητα), αλλά η κυρτότητα μειώνει την πέρα από τη γραμμική περιοχή της OCC (κυρτή αντίσταση). Αυτή η μέθοδος παράγει υψηλότερη ρύθμιση τάσης από την πραγματική φορτισμένη, κερδίζοντας τον όρο "πεσιμιστική μέθοδος".
