Rasio Sirkuit Pendek (SCR) Mesin Sinkron
Rasio Sirkuit Pendek (SCR) mesin sinkron didefinisikan sebagai rasio arus medan yang dibutuhkan untuk menghasilkan tegangan nominal dalam kondisi sirkuit terbuka terhadap arus medan yang diperlukan untuk mempertahankan arus armatur nominal selama kondisi sirkuit pendek. Untuk mesin sinkron tiga fasa, SCR dapat diturunkan dari Karakteristik Sirkuit Terbuka (O.C.C) pada kecepatan nominal dan Karakteristik Sirkuit Pendek (S.C.C), seperti yang digambarkan dalam gambar di bawah ini:
Dari gambar di atas, rasio sirkuit pendek diberikan oleh persamaan di bawah ini.
Karena segitiga Oab dan Ode adalah serupa. Oleh karena itu,
Reaktansi Sinkron Aksis Langsung (Xd)
Reaktansi sinkron aksis langsung Xd didefinisikan sebagai rasio tegangan sirkuit terbuka yang sesuai dengan arus medan tertentu terhadap arus sirkuit pendek armatur dalam kondisi arus medan yang sama.
Untuk arus medan sebesar Oa, reaktansi sinkron aksis langsung (dalam ohm) dinyatakan oleh persamaan berikut:
Hubungan antara SCR dan Reaktansi Sinkron
Dari persamaan (7), jelas bahwa Rasio Sirkuit Pendek (SCR) sama dengan kebalikan dari reaktansi sinkron aksis langsung per unit Xd. Dalam rangkaian magnetik yang jenuh, nilai Xd bergantung pada derajat penyatuan magnetik.
Signifikansi Rasio Sirkuit Pendek (SCR)
SCR adalah parameter kritis untuk mesin sinkron, mempengaruhi karakteristik operasional, dimensi fisik, dan biaya. Implikasi utamanya termasuk:
Tegangan eksitasi mesin sinkron dijelaskan oleh persamaan:
Untuk nilai Tph yang sama, tegangan eksitasi sebanding langsung dengan fluks medan per kutub.
Induktansi sinkron diberikan sebagai:
Hubungan antara SCR dan Celah Udara
Dengan demikian, Rasio Sirkuit Pendek (SCR) sebanding langsung dengan reluktansi celah udara atau panjang celah udara. Meningkatkan panjang celah udara meningkatkan SCR, meskipun ini memerlukan gaya magnetomotif (MMF) medan yang lebih tinggi untuk mempertahankan tegangan eksitasi yang sama (). Untuk meningkatkan MMF medan, baik arus medan atau jumlah putaran medan harus ditingkatkan, yang memerlukan kutub medan yang lebih tinggi dan diameter mesin yang lebih besar.
Dampak pada Desain Mesin
Ini mengarah pada kesimpulan kunci: SCR yang lebih tinggi secara inheren meningkatkan ukuran, berat, dan biaya mesin sinkron.
Nilai SCR Tipikal Berdasarkan Jenis Mesin
Nilai-nilai ini mencerminkan kompromi desain antara stabilitas, regulasi tegangan, dan dimensi fisik dalam konfigurasi mesin sinkron yang berbeda.