सिङ्क्रोनस इम्पिडन्स मेथड
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स विधि जिसे ईएमएफ विधि के रूप में भी जाना जाता है, आर्मेचर प्रतिक्रिया के प्रभाव को एक समतुल्य काल्पनिक रिएक्टेन्स से बदल देती है। इस विधि का उपयोग करके वोल्टेज नियमन की गणना करने के लिए, निम्नलिखित डेटा की आवश्यकता होती है: प्रत्येक फेज के लिए आर्मेचर प्रतिरोध, ओपन-सर्किट विशेषता (ओसीसी) वक्र जो ओपन-सर्किट वोल्टेज और फील्ड करंट के बीच के संबंध को दर्शाता है, और शॉर्ट-सर्किट विशेषता (एससीसी) वक्र जो शॉर्ट-सर्किट करंट और फील्ड करंट के बीच के संबंध को दर्शाता है।
सिंक्रोनस जनरेटर के लिए निम्नलिखित समीकरण दिए गए हैं:
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स Zs की गणना करने के लिए, माप लिए जाते हैं, और Ea (आर्मेचर-इंड्यूस्ड ईएमएफ) का मान निकाला जाता है। Ea और V (टर्मिनल वोल्टेज) का उपयोग करके, वोल्टेज नियमन की गणना की जाती है।
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स का माप
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स तीन प्राथमिक परीक्षणों द्वारा निर्धारित किया जाता है:
डीसी प्रतिरोध परीक्षण
इस परीक्षण में, विकल्पी जनरेटर को स्टार-संयोजित माना जाता है जिसका डीसी फील्ड वाइंडिंग ओपन-सर्किट होता है, जैसा कि नीचे दिए गए सर्किट आरेख में दिखाया गया है:
डीसी प्रतिरोध परीक्षण
प्रत्येक टर्मिनल के युग्म के बीच डीसी प्रतिरोध को एमीटर-वोल्टमीटर विधि या वीटस्टोन की ब्रिज द्वारा मापा जाता है। तीन मापे गए प्रतिरोध मानों Rt का औसत निकाला जाता है, और प्रत्येक फेज के लिए डीसी प्रतिरोध RDC Rt को 2 से विभाजित करके प्राप्त किया जाता है। स्किन प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, जो प्रभावी एसी प्रतिरोध को बढ़ाता है, प्रत्येक फेज के लिए एसी प्रतिरोध RAC RDC को 1.20-1.75 (सामान्य मान: 1.25) के गुणांक से गुणा करके प्राप्त किया जाता है, जो मशीन के आकार पर निर्भर करता है।
ओपन सर्किट परीक्षण
ओपन सर्किट परीक्षण द्वारा सिंक्रोनस इम्पीडेन्स का निर्धारण करने के लिए, विकल्पी जनरेटर निर्धारित सिंक्रोनस गति पर संचालित होता है जिसमें लोड टर्मिनल ओपन (लोड अलग) होते हैं और फील्ड करंट शुरुआत में शून्य पर सेट किया जाता है। संबंधित सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है:
ओपन सर्किट परीक्षण (अनुसरण)
फील्ड करंट को शून्य पर सेट करने के बाद, इसे धीरे-धीरे चरणों में बढ़ाया जाता है जबकि प्रत्येक वृद्धि पर टर्मिनल वोल्टेज Et को मापा जाता है। प्रायः उत्तेजन करंट को बढ़ाया जाता है जब टर्मिनल वोल्टेज निर्धारित मूल्य का 125% पहुंच जाता है। ओपन-सर्किट फेज वोल्टेज Ep = Et/sqrt 3 और फील्ड करंट If के बीच एक ग्राफ बनाया जाता है, जो ओपन सर्किट विशेषता (ओसीसी) वक्र देता है। यह वक्र एक मानक चुंबकीकरण वक्र के आकार को दर्शाता है, जिसका रैखिक क्षेत्र एक वायु अंतर रेखा बनाने के लिए विस्तारित किया जाता है।
ओसीसी और वायु अंतर रेखा नीचे दिखाई गई हैं:
शॉर्ट सर्किट परीक्षण
शॉर्ट सर्किट परीक्षण में, आर्मेचर टर्मिनल तीन एमीटरों द्वारा शॉर्ट किए जाते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए आरेख में दिखाया गया है:
शॉर्ट सर्किट परीक्षण (अनुसरण)
विकल्पी जनरेटर को शुरू करने से पहले, फील्ड करंट को शून्य तक कम किया जाता है, और प्रत्येक एमीटर को निर्धारित पूर्ण लोड करंट से अधिक की सीमा पर सेट किया जाता है। विकल्पी जनरेटर निर्धारित सिंक्रोनस गति पर संचालित होता है, जिसमें फील्ड करंट धीरे-धीरे चरणों में बढ़ाया जाता है - ओपन-सर्किट परीक्षण के समान - जबकि प्रत्येक वृद्धि पर आर्मेचर करंट को मापा जाता है। फील्ड करंट को तब तक समायोजित किया जाता है जब तक आर्मेचर करंट निर्धारित मूल्य का 150% नहीं पहुंच जाता।
प्रत्येक चरण के लिए, फील्ड करंट If और तीन एमीटर पाठों (आर्मेचर करंट Ia) का औसत रिकॉर्ड किया जाता है। Ia और If के बीच एक ग्राफ बनाने से शॉर्ट सर्किट विशेषता (एससीसी) प्राप्त होती है, जो आमतौर पर एक सीधी रेखा बनाती है, जैसा कि नीचे दिखाया गया है।
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स की गणना
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स Zs की गणना करने के लिए, सबसे पहले ओपन-सर्किट विशेषता (ओसीसी) और शॉर्ट-सर्किट विशेषता (एससीसी) को एक ही ग्राफ पर अधिकृत किया जाता है। फिर, निर्धारित विकल्पी वोल्टेज प्रति फेज Erated के लिए शॉर्ट-सर्किट करंट ISC का निर्धारण किया जाता है। सिंक्रोनस इम्पीडेन्स फील्ड करंट (जो Erated देता है) पर ओपन-सर्किट वोल्टेज EOC और संबंधित शॉर्ट-सर्किट करंट ISC के अनुपात के रूप में निकाला जाता है, जिसे s = EOC / ISC के रूप में व्यक्त किया जाता है।
ग्राफ नीचे दिखाया गया है:
उपरोक्त आरेख से, फील्ड करंट If = OA को ध्यान में रखें, जो निर्धारित विकल्पी वोल्टेज प्रति फेज देता है। इस फील्ड करंट के संबंध में, ओपन-सर्किट वोल्टेज AB द्वारा प्रदर्शित किया जाता है।
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स विधि के अनुमान
सिंक्रोनस इम्पीडेन्स विधि यह अनुमान लगाती है कि सिंक्रोनस इम्पीडेन्स (ओसीसी और एससीसी वक्रों द्वारा ओपन-सर्किट वोल्टेज और शॉर्ट-सर्किट करंट के अनुपात से निर्धारित) तब निरंतर रहता है जब ये विशेषताएं रैखिक होती हैं। यह आगे यह अनुमान लगाता है कि परीक्षण की शर्तों के तहत फ्लक्स लोड के तहत फ्लक्स के साथ मेल खाता है, हालांकि यह त्रुटि लाता है क्योंकि शॉर्ट-सर्किट आर्मेचर करंट वोल्टेज से लगभग 90° पीछे रहता है, जिससे मुख्यतः डीमैग्नेटाइजिंग आर्मेचर प्रतिक्रिया होती है। आर्मेचर प्रतिक्रिया के प्रभाव को आर्मेचर करंट के अनुपात में वोल्टेज गिरावट और रिएक्टेंस वोल्टेज गिरावट के रूप में मॉडल किया जाता है, जिसमें चुंबकीय रिलक्टेंस निरंतर माना जाता है (सिलिंड्रिकल रोटरों के लिए मान्य है क्योंकि एकसमान वायु अंतर होता है)। कम उत्तेजन पर, निरंतर रहता है (रैखिक/असंतृप्त इम्पीडेन्स), लेकिन संतृप्ति ओसीसी के रैखिक क्षेत्र से आगे को कम करती है (संतृप्त इम्पीडेन्स)। यह विधि वास्तविक लोडिंग की तुलना में उच्च वोल्टेज नियमन देती है, जिससे इसे निराशावादी विधि के रूप में जाना जाता है।
