सिंक्रोनस मशीन का शॉर्ट सर्किट अनुपात

सिंक्रोनस मशीन का शॉर्ट सर्किट अनुपात (SCR)

सिंक्रोनस मशीन का शॉर्ट सर्किट अनुपात (SCR) खुले परिपथ की स्थिति में रेटेड वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए आवश्यक फील्ड करंट और शॉर्ट सर्किट स्थिति में रेटेड आर्मेचर करंट बनाए रखने के लिए आवश्यक फील्ड करंट के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। एक तीन-धारा सिंक्रोनस मशीन के लिए, SCR इसके ओपन-सर्किट विशेषता (O.C.C) और शॉर्ट-सर्किट विशेषता (S.C.C) से निकाला जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

उपरोक्त चित्र से, शॉर्ट सर्किट अनुपात नीचे दिखाए गए समीकरण द्वारा दिया जाता है।

क्योंकि त्रिकोण Oab और Ode समान हैं। इसलिए,

सीधी धुरी सिंक्रोनस रिएक्टेंस (Xd)

सीधी धुरी सिंक्रोनस रिएक्टेंस X_d किसी विशिष्ट फील्ड करंट के लिए खुले परिपथ वोल्टेज और उसी फील्ड करंट की स्थिति में आर्मेचर शॉर्ट सर्किट करंट के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

फील्ड करंट के लिए Oa के परिमाण के लिए, सीधी धुरी सिंक्रोनस रिएक्टेंस (ओहम में) निम्नलिखित समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है:

SCR और सिंक्रोनस रिएक्टेंस के बीच का संबंध

समीकरण (7) से स्पष्ट है कि शॉर्ट सर्किट अनुपात (SCR) पर-यूनिट सीधी धुरी सिंक्रोनस रिएक्टेंस X_d के व्युत्क्रम के बराबर होता है। एक संतृप्त चुंबकीय परिपथ में, X_d का मान चुंबकीय संतृप्ति की डिग्री पर निर्भर करता है।

शॉर्ट सर्किट अनुपात (SCR) का महत्व

SCR सिंक्रोनस मशीनों के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जो उनकी संचालन विशेषताओं, भौतिक आयाम, और लागत पर प्रभाव डालता है। मुख्य प्रभाव निम्नलिखित हैं:

• वोल्टेज नियंत्रण प्रभाव

• कम SCR मान वाले सिंक्रोनस जनरेटर लोड परिवर्तन के साथ टर्मिनल वोल्टेज में अधिक प्रकट उतार-चढ़ाव प्रदर्शित करते हैं। टर्मिनल वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए फील्ड करंट I_f में व्यापक संशोधन की आवश्यकता होती है।

• स्थिरता सीमाएँ

• छोटा SCR संकेत शक्ति में कमी को दर्शाता है, जो संकेत संगतता बनाए रखने के लिए आवश्यक है। यह कम स्थिरता सीमा का अर्थ है, जिसका अर्थ है कि कम SCR वाली मशीनें अन्य जनरेटरों के साथ समानांतर संचालन करते समय कम स्थिर होती हैं।

• डिजाइन में ट्रेड-ऑफ्स

• उच्च-SCR मशीनें उत्तम वोल्टेज नियंत्रण और बेहतर स्थिर-अवस्था स्थिरता प्रदान करती हैं, लेकिन उनसे आर्मेचर शॉर्ट सर्किट दोष करंट अधिक होता है। इसके अलावा, डिजाइन ट्रेड-ऑफ्स के कारण वे मशीन के आकार और लागत पर प्रभाव डालती हैं।

सिंक्रोनस मशीन का उत्तेजन वोल्टेज निम्नलिखित समीकरण द्वारा वर्णित है:

Tph के एक ही मान के लिए, उत्तेजन वोल्टेज प्रति पोल फील्ड फ्लक्स के अनुक्रमानुपाती होता है।

सिंक्रोनस इंडक्टेंस निम्नलिखित रूप से दिया जाता है:

SCR और एयर गैप के बीच का संबंध

इस प्रकार, शॉर्ट सर्किट अनुपात (SCR) एयर गैप रिलक्टेंस या एयर गैप लंबाई के सीधे अनुक्रमानुपाती होता है। एयर गैप लंबाई बढ़ाने से SCR बढ़ता है, हालांकि इसके लिए उसी उत्तेजन वोल्टेज (Ef) को बनाए रखने के लिए उच्च फील्ड चुंबकीय गतिशील बल (MMF) की आवश्यकता होती है। फील्ड MMF को बढ़ाने के लिए या तो फील्ड करंट को बढ़ाया जाना चाहिए या फील्ड टर्नों की संख्या को, जिससे फील्ड पोल ऊंचे हो जाते हैं और मशीन का व्यास बढ़ जाता है।

मशीन डिजाइन पर प्रभाव

इससे एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकलता है: उच्च SCR घनिष्ठ रूप से सिंक्रोनस मशीन के आकार, वजन और लागत को बढ़ाता है।

मशीन प्रकार द्वारा आम SCR मान

• सिलिंड्रिकल रोटर मशीन: SCR 0.5 से 0.9 के बीच होता है।

• सलीयंट-पोल मशीन: SCR 1.0 से 1.5 के बीच होता है।

• सिंक्रोनस कंपेंसेटर: SCR आमतौर पर 0.4 होता है।

ये मान विभिन्न सिंक्रोनस मशीन विन्यासों में स्थिरता, वोल्टेज नियंत्रण और भौतिक आयामों के बीच डिजाइन ट्रेड-ऑफ्स को प्रतिबिंबित करते हैं।