Metodo ng Synchronous Impedance
Ang Synchronous Impedance Method, na kilala rin bilang EMF Method, nagpapalit ng epekto ng armature reaction sa isang katumbas na imaginahong reaksiyans. Upang kalkulahin ang voltage regulation gamit ang pamamaraang ito, kinakailangan ang mga sumusunod na data: resistance ng armature bawat phase, ang Open-Circuit Characteristic (OCC) curve na nagpapakita ng relasyon sa pagitan ng open-circuit voltage at field current, at ang Short-Circuit Characteristic (SCC) curve na nagpapakita ng relasyon sa pagitan ng short-circuit current at field current.
Para sa synchronous generator, narito ang mga ekwasyon na ibinigay sa ibaba:
Upang kalkulahin ang synchronous impedance Zs, ginagawa ang mga sukat, at nakuha ang halaga ng Ea (armature-induced EMF). Gamit ang Ea at V (terminal voltage), inuulat ang voltage regulation.
Pagsukat ng Synchronous Impedance
Nakukuhang ang synchronous impedance sa pamamagitan ng tatlong pangunahing pagsusulit:
DC Resistance Test
Sa pagsusulit na ito, inaasumosyon na konektado sa star ang alternator na may bukas na circuit ang DC field winding, tulad ng ipinapakita sa diagram ng circuit sa ibaba:
DC Resistance Test
Inaasukat ang DC resistance sa bawat pares ng terminal gamit ang ammeter-voltmeter method o Wheatstone’s bridge. Ina-average ang tatlong sukatin na resistance values Rt, at inuugat ang per-phase DC resistance RDC sa pamamagitan ng paghahati ng Rt sa 2. Sa pag-consider ng skin effect, na nagdudulot ng pagtaas ng effective AC resistance, inuugat ang per-phase AC resistance RAC sa pamamagitan ng pagmumultiply ng RDC ng factor na 1.20–1.75 (typical value: 1.25), depende sa laki ng makina.
Open Circuit Test
Upang matukoy ang synchronous impedance sa pamamagitan ng open-circuit test, gumagana ang alternator sa rated synchronous speed na may bukas na load terminals (disconnected na loads) at unang itinakda ang field current sa zero. Ipinalalatag ang kasagutan sa circuit diagram sa ibaba:
Open Circuit Test (Patuloy)
Pagkatapos itakda ang field current sa zero, ito ay unti-unting itataas sa mga hakbang habang sinusukat ang terminal voltage Et sa bawat increment. Karaniwang itinaas ang excitation current hanggang ang terminal voltage ay umabot sa 125% ng rated value. Isinasagawa ang plot ng graph sa pagitan ng open-circuit phase voltage Ep = Et/sqrt 3 at ang field current If, na nagbibigay ng Open Circuit Characteristic (O.C.C) curve. Ang kurba na ito ay tumutugon sa hugis ng standard magnetization curve, na may extended linear region upang mabuo ang air gap line.
Ipinalalatag ang O.C.C at air gap line sa larawan sa ibaba:
Short Circuit Test
Sa short circuit test, nakakorto ang armature terminals sa pamamagitan ng tatlong ammeters, tulad ng ipinalalatag sa larawan sa ibaba:
Short Circuit Test (Patuloy)
Bago simulan ang alternator, inililiit ang field current sa zero, at itinakda ang bawat ammeter sa range na lumampas sa rated full-load current. Ginagana ang alternator sa synchronous speed, na may unti-unting itinataas na field current—pari-pari sa open-circuit test—habang sinusukat ang armature current sa bawat increment. Ina-adjust ang field current hanggang ang armature current ay umabot sa 150% ng rated value.
Para sa bawat step, inirekord ang field current If at ang average ng tatlong ammeter readings (armature current Ia). Isinasagawa ang plot ng graph sa pagitan ng Ia at If na nagbibigay ng Short Circuit Characteristic (S.C.C), na karaniwang bumubuo ng straight line, tulad ng ipinalalatag sa larawan sa ibaba.
Kalkulasyon ng Synchronous Impedance
Upang kalkulahin ang synchronous impedance Zs, unang ilalagay ang Open-Circuit Characteristic (OCC) at Short-Circuit Characteristic (SCC) sa parehong graph. Susunod, tuklasin ang short-circuit current ISC na tumutugon sa rated alternator voltage per phase Erated. Kukuha ang synchronous impedance bilang ratio ng open-circuit voltage EOC (sa field current na nagbibigay ng Erated sa kasagutan na short-circuit current ISC, na ipinapakita bilang s = EOC / ISC.
Ipinalalatag ang graph sa ibaba:
Mula sa itaas na figure, isaalang-alang ang field current If = OA, na nagbibigay ng rated alternator voltage per phase. Tumatugon sa field current na ito, ang open-circuit voltage ay ipinapakita ng AB.
Assumptions ng Synchronous Impedance Method
Ang synchronous impedance method ay nagsasang-ayon na ang synchronous impedance (tinukoy mula sa ratio ng open-circuit voltage sa short-circuit current via OCC at SCC curves) ay mananatiling constant kapag ang mga karakteristikang ito ay linear. Ito ay higit pa nagsasang-ayon na ang flux sa test conditions ay tugma sa load, bagaman ito ay nagdudulot ng error dahil ang short-circuited armature current ay lagging ang voltage ng ~90°, nagdudulot ng pangunahing demagnetizing armature reaction. Ang epekto ng armature reaction ay iminodelo bilang voltage drop na proporsyonal sa armature current, kombinado ng reactance voltage drop, na inaasumosyon na constant ang magnetic reluctance (valid para sa cylindrical rotors dahil sa uniform na air gaps). Sa mababang excitations, ang ay constant (linear/unsaturated impedance), ngunit ang saturation ay binabawasan ang sa labas ng linear region ng OCC (saturated impedance). Ang pamamaraang ito ay nagbibigay ng mas mataas na voltage regulation kaysa sa aktwal na loading, kaya ito ay tinatawag na pessimistic method.
