Phương pháp Động trở đồng bộ
Phương pháp Động bộ Dung kháng, còn được gọi là Phương pháp EMF, thay thế tác động của phản ứng cuộn dây stator bằng một dung kháng ảo tương đương. Để tính điều chỉnh điện áp sử dụng phương pháp này, cần có các dữ liệu sau: điện trở cuộn dây stator cho mỗi pha, đường cong Đặc tuyến Không tải (OCC) thể hiện mối quan hệ giữa điện áp không tải và dòng điện từ, và đường cong Đặc tuyến Khoá mạch (SCC) hiển thị mối quan hệ giữa dòng điện khoá mạch và dòng điện từ.
Đối với máy phát đồng bộ, các phương trình dưới đây được đưa ra:
Để tính dung kháng đồng bộ Zs, các phép đo được thực hiện, và giá trị của Ea (EMF cảm ứng cuộn dây stator) được xác định. Sử dụng Ea và V (điện áp đầu cuối), điều chỉnh điện áp được tính toán.
Đo lường Dung kháng Đồng bộ
Dung kháng đồng bộ được xác định thông qua ba bài kiểm tra chính:
Bài kiểm tra Điện trở DC
Trong bài kiểm tra này, máy phát được giả định kết nối sao với cuộn dây từ DC mở mạch, như được minh họa trong sơ đồ mạch dưới đây:
Bài kiểm tra Điện trở DC
Điện trở DC giữa mỗi cặp đầu cực được đo bằng cách sử dụng phương pháp ampe-volt hoặc cầu Wheatstone. Giá trị trung bình của ba giá trị điện trở đã đo Rt được tính, và điện trở DC cho mỗi pha RDC được xác định bằng cách chia Rt cho 2. Cân nhắc hiệu ứng da, làm tăng điện trở AC hiệu dụng, điện trở AC cho mỗi pha RAC được tính bằng cách nhân RDC với hệ số 1,20–1,75 (giá trị điển hình: 1,25), tùy thuộc vào kích thước của máy.
Bài kiểm tra Mạch Mở
Để xác định dung kháng đồng bộ thông qua bài kiểm tra mạch mở, máy phát hoạt động ở tốc độ đồng bộ định mức với các đầu cực tải mở (tải được ngắt) và dòng điện từ ban đầu được đặt về không. Sơ đồ mạch tương ứng được hiển thị dưới đây:
Bài kiểm tra Mạch Mở (Tiếp theo)
Sau khi đặt dòng điện từ về không, nó được tăng dần từng bước trong khi đo điện áp đầu cực Et tại mỗi bước. Dòng điện từ thường được tăng lên cho đến khi điện áp đầu cực đạt 125% giá trị định mức. Một đồ thị được vẽ giữa điện áp pha mạch mở Ep = Et/sqrt 3 và dòng điện từ If, tạo thành đường cong Đặc tuyến Không tải (O.C.C). Đường cong này phản ánh hình dạng của đường cong từ hóa tiêu chuẩn, với vùng tuyến tính của nó được kéo dài để tạo thành đường khe hở khí.
Đường cong O.C.C và đường khe hở khí được minh họa trong hình dưới đây:
Bài kiểm tra Mạch Khoá
Trong bài kiểm tra mạch khoá, các đầu cực cuộn dây stator được khoá mạch thông qua ba ampe kế, như được minh họa trong hình dưới đây:
Bài kiểm tra Mạch Khoá (Tiếp theo)
Trước khi khởi động máy phát, dòng điện từ được giảm về không, và mỗi ampe kế được đặt ở dải vượt quá dòng điện toàn tải định mức. Máy phát hoạt động ở tốc độ đồng bộ, với dòng điện từ được tăng dần từng bước - tương tự như bài kiểm tra mạch mở - trong khi đo dòng điện cuộn dây stator tại mỗi bước. Dòng điện từ được điều chỉnh cho đến khi dòng điện cuộn dây stator đạt 150% giá trị định mức.
Tại mỗi bước, dòng điện từ If và giá trị trung bình của ba đọc ampe kế (dòng điện cuộn dây stator Ia) được ghi lại. Một đồ thị vẽ Ia so với If tạo thành đường cong Đặc tuyến Khoá mạch (S.C.C), thường tạo thành một đường thẳng, như được hiển thị trong hình dưới đây.
Tính toán Dung kháng Đồng bộ
Để tính dung kháng đồng bộ Zs, trước tiên chồng các đường cong Đặc tuyến Không tải (OCC) và Đặc tuyến Khoá mạch (SCC) trên cùng một đồ thị. Tiếp theo, xác định dòng điện khoá mạch ISC tương ứng với điện áp định mức của máy phát cho mỗi pha Erated. Dung kháng đồng bộ sau đó được xác định là tỷ lệ giữa điện áp mạch mở EOC (tại dòng điện từ tạo ra Erated) so với dòng điện khoá mạch tương ứng ISC, biểu diễn dưới dạng s = EOC / ISC.
Đồ thị được hiển thị dưới đây:
Từ hình trên, xem xét dòng điện từ If = OA, tạo ra điện áp định mức của máy phát cho mỗi pha. Tương ứng với dòng điện từ này, điện áp mạch mở được biểu diễn bởi AB.
Giả định của Phương pháp Dung kháng Đồng bộ
Phương pháp dung kháng đồng bộ giả định rằng dung kháng đồng bộ (xác định từ tỷ lệ giữa điện áp mạch mở và dòng điện khoá mạch thông qua đường cong OCC và SCC) giữ nguyên khi các đặc trưng này là tuyến tính. Nó cũng giả định rằng từ thông dưới điều kiện kiểm tra khớp với từ thông dưới tải, mặc dù điều này gây ra lỗi do dòng điện cuộn dây stator khoá mạch bị chậm pha so với điện áp khoảng 90°, gây ra chủ yếu là phản ứng demagnetization cuộn dây stator. Hiệu ứng phản ứng cuộn dây stator được mô hình hóa như một sự sụt điện áp tỷ lệ với dòng điện cuộn dây stator, kết hợp với sự sụt điện áp do dung kháng, với từ kháng được giả định là không đổi (hợp lý cho rotor trụ do khe hở khí đồng đều). Ở mức kích thích thấp, là hằng số (dung kháng tuyến tính/ chưa bão hòa), nhưng bão hòa làm giảm vượt quá vùng tuyến tính của OCC (dung kháng bão hòa). Phương pháp này cho kết quả điều chỉnh điện áp cao hơn so với tải thực tế, được gọi là phương pháp bi quan.
