Synkronisen koneen lyhytsulkuosamäärä

Synkronisen laitteen lyhytsulkuosamäärä (SCR)

Synkronisen laitteen lyhytsulkuosamäärä (SCR) määritellään kenttävirran suhteena, jota tarvitaan virranarvoiselle jännitteelle avoimessa piirissä, ja kenttävirran, jota tarvitaan pitämään yllä virranarvoista armatuurivirtaa lyhytsuljetuissa olosuhteissa. Kolmifasilliselle synkroniselle laitteelle SCR voidaan johtaa sen Avoin Piiri Ominaisuudesta (O.C.C) virranarvonopeudella ja Lyhytsulku Ominaisuudesta (S.C.C), kuten alla oleva kuva osoittaa:

Yllä olevasta kuvasta lyhytsulkuosamäärä saadaan seuraavalla yhtälöllä.

Koska kolmiot Oab ja Ode ovat samankaltaisia. Siksi,

Suoran akselin synkroninen reaktanssi (Xd)

Suoran akselin synkroninen reaktanssi X_d määritellään avoimen piirin jännitteen suhteena tiettyyn kenttävirtaan vastaavaan armatuurilyhytsulkuvirtaan samassa kenttävirran tilanteessa.

Kenttävirran arvolle Oa, suoran akselin synkroninen reaktanssi (ohmissa) ilmaistaan seuraavalla yhtälöllä:

Lyhytsulkuosamäärän (SCR) ja synkronisen reaktanssin välinen suhde

Yhtälöstä (7) on ilmeistä, että lyhytsulkuosamäärä (SCR) on yhden yksikön suoran akselin synkronisen reaktanssin X_d käänteisluku. Täysitasoisessa magneettipiirissä X_d arvo riippuu magneettisen tihenevyyden asteesta.

Lyhytsulkuosamäärän (SCR) merkitys

SCR on kriittinen parametri synkronisille laitteille, vaikuttaen niiden toimintamäärityksiin, fysiseen kokoon ja hintaan. Tärkeät vaikutukset sisältävät:

• Jännitejohdan vaikutus

• Synkroniset generaattorit, joilla on pienempi SCR-arvo, näyttävät enemmän terminaljänniten vaihteluja kuormamuutosten kanssa. Jatkuvan terminaljänniten ylläpitäminen edellyttää laajaa kenttävirran I_f säätelyä.

• Vakauden rajoitukset

• Pienempi SCR vastaa vähäisempää synkronointivoimaa, joka on olennainen synkronisuuden ylläpitämiseksi. Tämä johtaa alhaisempaan vakausrajaan, mikä tarkoittaa, että alhaisella SCR:n arvolla toimivat laitteet ovat vakaampia, kun ne toimivat paralleloissa muiden generaattoreiden kanssa.

• Suunnittelun kompromissit

• Korkean SCR:n laitteet tarjoavat paremman jännitejohdan ja parannetun vakauden, mutta ne aiheuttavat korkeammat armatuuri lyhytsulkuvirrat. Lisäksi ne vaikuttavat laitteen kokoon ja hintaan suunnittelukompromisseihin.

Synkronisen laitteen kiihdytysjännite kuvataan yhtälöllä:

Samalle Tph-arvolle kiihdytysjännite on suoraan verrannollinen kenttäfluksin määrään polulla.

Synkroninen induktiansi on annettu seuraavasti:

Lyhytsulkuosamäärän (SCR) ja ilmapuskurin välinen suhde

Näin ollen lyhytsulkuosamäärä (SCR) on suoraan verrannollinen ilmapuskurin vastustukseen tai ilmapuskurin pituuteen. Ilmapuskurin pituuden lisääminen nostaa SCR:ää, vaikka tätä varten tarvitaan suurempaa kenttä magnetomotorista voimaa (MMF) ylläpitääksesi samaa kiihdytysjännitettä (Ef). Kenttä MMF:n lisäämiseksi joko kenttävirtaa tai kenttäkierrosten määrää on lisättävä, mikä edellyttää korkeampia kenttäpoluja ja suurempaa laitteen halkaisijaa.

Vaikutus laitteen suunnitteluun

Tämä johtaa keskeiseen päätelmään: korkeampi SCR kasvattaa synkronisen laitteen kokoa, painoa ja hintaa.

Typical SCR-arvot laitetyypeittäin

• Sylinterimuotoiset rotorilaitteet: SCR on välillä 0.5–0.9.

• Näkyvät pole-laitteet: SCR on välillä 1.0–1.5.

• Synkroniset kompensaattorit: SCR on yleensä 0.4.

Nämä arvot heijastavat eri synkronisten laiteteiden konfiguraatioiden vakauden, jännitejohdan ja fysisten mittojen suunnittelukompromisseja.