Sinhronais impedancijas metode
Sinhronais impedancu metode, arī pazīstama kā EMF metode, aizvieto armatūras reakcijas ietekmi ar ekvivalentu imagināro reaktanci. Lai izmantotu šo metodi sprieguma regulēšanas aprēķināšanai, nepieciešami šādi dati: armatūras pretestība katrā fāzē, Atvērtās ceļa charakteristika (OCC), kas attēlo atvērtās ceļa sprieguma un lauka strāvas attiecību, un Īsceļa charakteristika (SCC), kas parāda īsceļa strāvas un lauka strāvas attiecību.
Sinhronajam dzinējam ir dota šāda vienādojuma forma:
Lai aprēķinātu sinhrono impedanci Zs, veic mērījumus, un tiek izlemt Ea (armatūras inducētais EMF) vērtība. Izmantojot Ea un V (terminālais spriegums), pēc tam tiek aprēķināta sprieguma regulēšana.
Sinhronās impedances mērījums
Sinhronā impedanca tika noteikta trim galvenajiem testiem:
Gala pretestības tests
Šajā testā alternators tiek pieņemts kā zvaigžņveida savienojums ar tā DC laukstrāvas virvi atvērtā ceļā, kā to attēlo zemāk redzamā shēma:
Gala pretestības tests
Katrai terminālu pāri tiek mērīta gala pretestība, izmantojot ampermetru-voltmetru metodi vai Vitsstona mostu. Tiek aprēķināta trīs mērīto pretestību vidējā vērtība Rt, un fāzes gala pretestība RDC tiek iegūta, dalot Rt ar 2. Ņemot vērā ādas efektu, kas palielina efektīvo AC pretestību, fāzes AC pretestība RAC tieks iegūta, reizinot RDC ar faktoru 1.20–1.75 (tipiskā vērtība: 1.25), atkarībā no mašīnas lieluma.
Atvērtā ceļa tests
Lai noteiktu sinhrono impedanci, izmantojot atvērtā ceļa testu, alternators darbojas pie nominālās sinhronās ātruma, ar ielādes termināliem atvērtiem (ielādes atvienotas) un laukstrāvas sākotnēji nulles vērtībā. Attiecīgā shēma ir parādīta zemāk:
Atvērtā ceļa tests (turpinājums)
Pēc tam, kad laukstrāva tika iestatīta uz nulles, tā tiek palielināta pakāpeniski soļos, mērojot terminālā sprieguma Et katrā solī. Laukstrāva parasti tiek paaugstināta līdz brīdim, kad terminālais spriegums sasniedz 125% no nominālās vērtības. Grafiks tiek uzzīmēts starp atvērtās ceļa fāzes spriegumu Ep = Et/sqrt 3 un laukstrāvu If, radot Atvērtās ceļa charakteristikas (O.C.C.) līkni. Šī līkne atspoguļo standarta magnetizācijas līknes formu, ar tās lineāro daļu paplašinātu, lai veidotu gaismaskabriesu līniju.
O.C.C. un gaismaskabriesu līnija ir attēlotas zemāk redzamajā diagrammā:
Īsceļa tests
Īsceļa testā armatūras termināli tiek saistīti trīs ampermetriem, kā to attēlo zemāk redzamā diagramma:
Īsceļa tests (turpinājums)
Pirms alternatora starta, laukstrāva tiek samazināta līdz nullei, un katrai ampermetrei tiek iestatīts rādījuma diapazons, kas pārsniedz nominālo pilnu ielādes strāvu. Alternators tiek darbināts pie sinhronā ātruma, laukstrāva tiek palielināta pakāpeniski soļos — līdzīgi atvērtā ceļa testam —, mērojot armatūras strāvu katrā solī. Laukstrāva tiek pielāgota, līdz armatūras strāva sasniedz 150% no nominālās vērtības.
Katram solim tiek ierakstīta laukstrāva If un trīs ampermetru rādījumu vidējā vērtība (armatūras strāva Ia). Grafiks, kurā tiek uzzīmēta Ia pret If, radīs Īsceļa charakteristiku (S.C.C.), kas parasti veido taisnu līniju, kā to parāda zemāk redzamā diagramma.
Sinhronās impedances aprēķināšana
Lai aprēķinātu sinhrono impedanci Zs, vispirms jānovieto Atvērtās ceļa charakteristika (OCC) un Īsceļa charakteristika (SCC) uz viena grafika. Pēc tam jānosaka īsceļa strāva ISC, kas atbilst nominālajam alternatora spriegumam katrā fāzē Erated. Sinhronā impedanca tiek iegūta kā atvērtās ceļa sprieguma EOC (pie laukstrāvas, kas dod Erated) attiecība pret atbilstošo īsceļa strāvu ISC, izteikta kā s = EOC / ISC.
Grafiks ir parādīts zemāk:
No augstāk minētās diagrammas, apsvērt laukstrāvu If = OA, kas producē nominālo alternatora spriegumu katrā fāzē. Atbilstoši šim laukstrāvam, atvērtās ceļa spriegums ir attēlots ar AB.
Sinhronās impedances metodes priekšstatījumi
Sinhronās impedances metode priekšstatījumi, ka sinhronā impedanca (noteikta no atvērtās ceļa sprieguma un īsceļa strāvas attiecības caur OCC un SCC līknēm) paliek nemainīga, kad šīs charakteristikas ir lineāras. Tas arī priekšstatījumi, ka magnētfluss testa nosacījumos atbilst magnētfluss slodzes stāvoklī, taču tas ievada kļūdu, jo īsceļa armatūras strāva aizvieto spriegumu aptuveni 90°, radoši galvenokārt demagnetizējošu armatūras reakciju. Armatūras reakcijas efekts tiek modelēts kā sprieguma pazeminājums, kas proporcionāls armatūras strāvei, kombinēts ar reaktancijas sprieguma pazeminājumu, ar magnētisko pretestību, kas tiek pieņemta kā konstante (derīga cilindriskiem rotājiem, tā kā ir vienmērīgas gaismaskabriesas). Zemākajās uzplaukšanas līmeņos ir konstanta (lineāra/saturētā impedanca), bet saturošana samazina pāri OCC lineārajai daļai (saturētā impedanca). Šī metode dod augstāku sprieguma regulēšanu nekā patiesā slodze, tāpēc tai ir termiņš "pesimistiska metode".
