Синхронна импедансна метода
Метод синхронната импеданса, познат и како метод на ЕМФ, заменува влијанието на реакцијата на арматурата со еквивалентна имагинарна реактанца. За пресметка на регулацијата на напонот користејќи овој метод, потребни се следните податоци: отпор на арматурата по фаза, крива на карактеристика при отворена врска (OCC) која прикажува односот помеѓу напонот при отворена врска и полетниот ток, и крива на карактеристика при кратка врска (SCC) која прикажува односот помеѓу токот при кратка врска и полетниот ток.
За синхронен генератор, јавуваат се следните равенки:
За пресметка на синхронната импеданса Zs, се прават мерења, и се изведува вредноста на Ea (ЕМФ индуцирана во арматурата). Користејќи Ea и V (терминален напон), потоа се пресметува регулацијата на напонот.
Мерење на синхронната импеданса
Синхронната импеданса се определува преку три основни тестови:
Тест за DC отпор
Во овој тест, алтернаторот се претпоставува дека е поврзан во звезда со својата DC полетна намотка отворена, како што е прикажано на схемата на кола подолу:
Тест за DC отпор
DC отпорот меѓу секој пар терминали се мери користејќи методот на амперметар-волтметар или мостот на Витстоун. Се пресметува просечната вредност на три мерени отпори Rt, и пер-фазниот DC отпор RDC се изведува делијќи Rt со 2. Земајќи предвид ефектот на кожа, кој го зголемува ефективниот AC отпор, пер-фазниот AC отпор RAC се добива множејќи RDC со фактор од 1.20–1.75 (типична вредност: 1.25), во зависност од големината на машината.
Тест при отворена врска
За да се одреди синхронната импеданса преку тестот при отворена врска, алтернаторот функционира на номинална синхронна брзина со терминали на опремата отворени (опремата е одсекната) и полетниот ток прво се поставува на нула. Соодветната схема на кола е прикажана подолу:
Тест при отворена врска (продолжение)
После што полетниот ток е поставен на нула, се зголемува по чекори додека се мери терминалниот напон Et при секој чекор. Полетниот ток обично се зголемува до додека терминалниот напон достигне 125% од номиналната вредност. Се црта график помеѓу фазниот напон при отворена врска Ep = Et/sqrt 3 и полетниот ток If, што дава кривата на карактеристика при отворена врска (O.C.C). Оваа крива има форма на стандардна крива на магнетизација, со нејзината линеарна област проширена за да формира линија на ваздушен пресек.
O.C.C и линијата на ваздушен пресек се прикажани на фигурата подолу:
Тест при кратка врска
Во тестот при кратка врска, терминалите на арматурата се кратат преку три амперметри, како што е прикажано на фигурата подолу:
Тест при кратка врска (продолжение)
Претходно на започнувањето на алтернаторот, полетниот ток се намалува до нула, и секој амперметар се поставува на опсег над номиналниот ток на целосна опрема. Алтернаторот се функционира на синхронна брзина, со полетниот ток кој се зголемува по чекори – слично на тестот при отворена врска – додека се мери токот на арматурата при секој чекор. Полетниот ток се регулира до додека токот на арматурата достигне 150% од номиналната вредност.
За секој чекор, полетниот ток If и просечната вредност на три амперметри (ток на арматурата Ia) се записуваат. Графикот кој прикажува Ia спроти If дава кривата на карактеристика при кратка врска (S.C.C), која обично формира права линија, како што е прикажано на фигурата подолу.
Пресметка на синхронната импеданса
За пресметка на синхронната импеданса Zs, прво се преклапаат кривата на карактеристика при отворена врска (OCC) и кривата на карактеристика при кратка врска (SCC) на ист график. Потоа, се определува токот при кратка врска ISC кој одговара на номиналниот напон на алтернаторот по фаза Erated. Синхронната импеданса се изведува како однос на напонот при отворена врска EOC (при полетниот ток кој дава Erated спроти соодветниот ток при кратка врска ISC, изразен како s = EOC / ISC.
Графикот е прикажан подолу:
Од горната фигура, се разгледува полетниот ток If = OA, кој произведува номиналниот напон на алтернаторот по фаза. Соодветно на овој полетен ток, напонот при отворена врска е прикажан со AB.
Претпоставки на методот на синхронната импеданса
Методот на синхронната импеданса претпоставува дека синхронната импеданса (која се одредува од односот на напонот при отворена врска и токот при кратка врска преку OCC и SCC криви) остајува константна кога овие карактеристики се линеарни. Дополнително, се претпоставува дека флуксот под услови на тестиранието се совпаѓа со она што е под опрема, иако ова воведува грешка затоа што токот на арматурата при кратка врска ја забуџува напонот за ~90°, причинувајќи главно демагнетизирачки ефекти на реакцијата на арматурата. Ефектите на реакцијата на арматурата се моделираат како пад на напонот пропорционален на токот на арматурата, комбиниран со пад на напонот од реактанцата, со магнетна релуктанција која се претпоставува дека е константна (валидно за цилиндрични ротори поради униформни ваздушни пресеци). При ниски екситации, е константен (линеарен/несатуриран импеданс), но сатурацијата го намалува извон линеарната област на OCC (сатуриран импеданс). Овој метод дава повисока регулација на напонот од фактичката опрема, што му дава името "пессимистичен метод".
