Metodong Synchronous Impedance
Ang Pamamaraan ng Synchronous Impedance, na kilala rin bilang EMF Method, pinalit ang epekto ng armature reaction sa isang katumbas na imahinaryong reactance. Upang makalkula ang voltage regulation gamit ang pamamaraang ito, kailangan ang mga sumusunod na datos: 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, ang mga ekwasyon ay ibinigay sa ibaba:
Upang makalkula ang synchronous impedance Zs, ginagawa ang mga sukat, at kinukuha ang halaga ng Ea (armature-induced EMF). Gamit ang Ea at V (terminal voltage), inaasahang makalkula ang voltage regulation.
Pagsukat ng Synchronous Impedance
Matutukoy ang synchronous impedance sa pamamaraan ng tatlong pangunahing test:
DC Resistance Test
Sa test na ito, inaasahan na ang alternator ay star-connected na may bukas na DC field winding, tulad ng ipinapakita sa circuit diagram sa ibaba:
DC Resistance Test
Inaasahang masukat ang DC resistance sa bawat pares ng terminal gamit ang ammeter-voltmeter method o Wheatstone’s bridge. Inaasahang makuha ang average ng tatlong sukat ng resistance values Rt, at matutukoy ang per-phase DC resistance RDC sa pamamaraan ng paghahati ng Rt sa 2. Kasama ang skin effect, na lumalaki ang effective AC resistance, matutukoy ang per-phase AC resistance RAC sa pamamaraan ng pagmu-multiply ng RDC ng factor na 1.20–1.75 (typical value: 1.25), depende sa laki ng machine.
Open Circuit Test
Upang matukoy ang synchronous impedance sa pamamaraan ng open-circuit test, ang alternator ay gumagana sa rated synchronous speed na may bukas na load terminals (disconnected loads) at field current na unang itinakda sa zero. Ang kasaglapan ng circuit diagram ay ipinapakita sa ibaba:
Open Circuit Test (Patuloy)
Pagkatapos itakda ang field current sa zero, ito ay dahan-dahang tinataas 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 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 curve na ito ay tumutugon sa hugis ng standard magnetization curve, na may linear region na pinahaba upang bumuo ng air gap line.
Ang O.C.C at air gap line ay ipinapakita sa figure sa ibaba:
Short Circuit Test
Sa short circuit test, ang mga terminal ng armature ay isinasara sa pamamaraan ng tatlong ammeter, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba:
Short Circuit Test (Patuloy)
Bago simulan ang alternator, inililipat ang field current sa zero, at inaasahang naka-set ang bawat ammeter sa range na lumampas sa rated full-load current. Ang alternator ay ginagana sa synchronous speed, at inililipat ang field current sa dahan-dahang mga hakbang—pari-pari sa open-circuit test—habang sinusukat ang armature current sa bawat increment. Inaasahang inililipat 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 graph sa pagitan ng Ia at If na nagbibigay ng Short Circuit Characteristic (S.C.C), na karaniwang bumubuo ng straight line, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba.
Pagsukat ng Synchronous Impedance
Upang makalkula ang synchronous impedance Zs, una, ilalagay ang Open-Circuit Characteristic (OCC) at Short-Circuit Characteristic (SCC) sa parehong graph. Susunod, matutukoy ang short-circuit current ISC na tumutugon sa rated alternator voltage per phase Erated. Matutukoy ang synchronous impedance bilang ratio ng open-circuit voltage EOC (sa field current na nagbibigay ng Erated sa corresponding short-circuit current ISC, na ipinapakita bilang s = EOC / ISC.
Ang graph ay ipinapakita sa ibaba:
Sa figure sa itaas, itinuturing 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.
Mga Assumptions ng Synchronous Impedance Method
Ang synchronous impedance method ay nagsasabing ang synchronous impedance (matutukoy mula sa ratio ng open-circuit voltage sa short-circuit current via OCC at SCC curves) ay nananatiling constant kapag ang mga characteristics na ito ay linear. Ito ay nagsasabing ang flux sa test conditions ay tumutugon sa flux sa load, bagaman ito ay nagdudulot ng error dahil ang short-circuited armature current ay lagging ang voltage ng ~90°, na nagdudulot ng pangunahing demagnetizing armature reaction. Ang mga epekto ng armature reaction ay inilarawan bilang voltage drop na proporsyonal sa armature current, na pinagsama sa reactance voltage drop, na inaasahang constant ang magnetic reluctance (valid para sa cylindrical rotors dahil sa uniform air gaps). Sa mababang excitations, 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.
