מהו זווית הסנכרון והטען במקרה של מנוע סינכרוני?
זווית הכוח והטען במנועים סינכרוניים
הזווית של הכוח (Power Angle) והטען במנועים סינכרוניים יש להם קשר הדוק. הבנת המושגים הללו עוזרת להשתלט טוב יותר על עקרון העבודה ואופי המנועים הסינכרוניים. הנה הסבר מפורט:
1. זווית הכוח (Power Angle)
הגדרה
זווית הכוח (ידועה גם כזווית המומנט או זווית חשמלית, מסומנת ב- δ) היא ההפרש הפאזה בין ציר השדה המגנטי של הרוטור לציר השדה המגנטי של הסטטור. היא מייצגת את מיקומו של השדה המגנטי של הרוטור ביחס לשדה המגנטי של הסטטור.
השפעה
העברת כוח: זווית הכוח משפיעה ישירות על הכוח הנדיב שנבלע על ידי המנוע הסינכרוני מהרשת. ככל שהזווית גדולה יותר, כך המנוע נבלע יותר כוח נדיב.
יציבות: זווית כוח גדולה מדי יכולה לגרום למנוע לאבד סינכרוניות, מה שמביא למצב של "slip".
2. טען
הגדרה
טעון מתאר את הטעון המכני הנגרם על ידי המנוע הסינכרוני, בדרך כלל מבוטא ביחידות כוח (קילוואט או כוח סוס).
קשר
קשר בין זווית הכוח וטעון: הזווית של הכוח δ והטעון P של המנוע הסינכרוני יש להם קשר לא ליניארי, ניתן לבטא אותו בנוסחה הבאה:
כאשר:
P הוא הכוח הנדיב שנבלע על ידי המנוע (וואט או קילוואט).
E הוא הכוח החשמלי ללא טעון (electromotive force) של המנוע (וולט).
V הואря напряжение сети (волт).
Xs הוא התנגדות הסינכרונית של המנוע (אוהמים).
δ היא זווית הכוח (רדיאנים).
3. תצוגה גרפית של מאפייני זווית הכוח
עקומה מאפיינת
עקומה מאפיינת: הקשר בין זווית הכוח לטעון יכול להיות מיוצג בעקומה מאפיינת. העקומה הזו בדרך כלל לא ליניארית ומשתנה לפי פונקציית סינוס.
נקודה של כוח מקסימלי: כאשר זווית הכוח δ מגיעה ל-90 מעלות (π/2 רדיאנים), המנוע נבלע את הכח הנדיב המקסימלי Pmax :
נקודת החלק: כאשר זווית הכוח עולה על 90 מעלות, המנוע עשוי לאבד סינכרוניות, מה שמוביל למצב של "slip".
4. גורמים המשפיעים
מתח הרשת
שינוי במתח: שינויים במתח הרשת V משפיעים על הקשר בין זווית הכוח לטעון. עלייה במתח מאפשרת למנוע לנצל יותר כוח נדיב.
פרמטרים של המנוע
התנגדות סינכרונית: התנגדות סינכרונית Xs היא פרמטר פנימי חשוב של המנוע, המשפיע על הקשר בין זווית הכוח לטעון. התנגדות סינכרונית גבוהה יותר מפחיתה את כמות הכוח הנדיב שנבלע על ידי המנוע.
שינוי בטעון
עלייה בטעון: כאשר הטעון עולה, המנוע מכוון אוטומטית את זווית הכוח כדי לנצל יותר כוח נדיב עד שמגיע לנקודת שיווי משקל חדשה.
5. 요약
זווית הכוח δ: מייצגת את ההפרש הפאזה בין השדה המגנטי של הרוטור לשדה המגנטי של הסטטור,直接影响电机吸收的有功功率。 - **负载 P**：电机驱动的机械负载，与功率角呈非线性关系。 - **关系公式**：P=（EV/Xs）sin(δ) 描述了功率角和负载之间的关系。 - **最大功率点**：当功率角 δ 达到 90 度时，电机吸收的最大有功功率 Pmax=EV/ Xs。 - **失步点**：当功率角超过 90 度时，电机可能会失去同步。 理解这些概念有助于更好地设计和操作同步电机，确保其在各种条件下的稳定运行。
