Nisbah Rangkuman Singkat Mesin Berkelajuan Sama

Nisbah Rangkuman Pendek (SCR) bagi Mesin Sinkron

Nisbah Rangkuman Pendek (SCR) bagi mesin sinkron ditakrifkan sebagai nisbah arus medan yang diperlukan untuk menghasilkan voltan terkini di bawah keadaan litar terbuka kepada arus medan yang diperlukan untuk mengekalkan arus armatur terkini semasa keadaan rangkuman pendek. Untuk mesin sinkron tiga fasa, SCR boleh diturunkan daripada Ciri-ciri Litar Terbuka (O.C.C) pada kelajuan terkini dan Ciri-ciri Rangkuman Pendek (S.C.C), seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah:

Dari rajah di atas, nisbah rangkuman pendek diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah.

Kerana segitiga Oab dan Ode adalah serupa. Oleh itu,

Reaktans Sinkron Paksi Langsung (Xd)

Reaktans sinkron paksi langsung X_d ditakrifkan sebagai nisbah voltan litar terbuka yang berkaitan dengan arus medan tertentu kepada arus rangkuman armatur di bawah keadaan arus medan yang sama.

Untuk arus medan magnitud Oa, reaktans sinkron paksi langsung (dalam ohm) dinyatakan oleh persamaan berikut:

Hubungan antara SCR dan Reaktans Sinkron

Dari persamaan (7), jelas bahawa Nisbah Rangkuman Pendek (SCR) bersamaan dengan timbal balik reaktans sinkron paksi langsung per unit X_d. Dalam litar magnet yang berasid, nilai X_d bergantung kepada tahap asid magnet.

Kepentingan Nisbah Rangkuman Pendek (SCR)

SCR adalah parameter kritikal bagi mesin sinkron, mempengaruhi ciri operasi, dimensi fizikal, dan kosnya. Implikasi utama termasuk:

• Impak Pengaturan Voltan

• Pemjanjangan sinkron dengan nilai SCR yang lebih rendah menunjukkan fluktuasi voltan terminal yang lebih ketara dengan perubahan beban. Mengekalkan voltan terminal yang malar memerlukan penyesuaian luas pada arus medan I_f.

• Had Kestabilan

• SCR yang lebih kecil berkorespon dengan kuasa penyinkronan yang berkurangan, yang penting untuk mengekalkan penyinkronan. Ini mengakibatkan had kestabilan yang lebih rendah, bermaksud mesin dengan SCR rendah kurang stabil apabila beroperasi secara selari dengan pemjanjangan lain.

• Perdagangan dalam Reka Bentuk

• Mesin dengan SCR tinggi menawarkan pengaturan voltan yang lebih baik dan kestabilan keadaan malar yang ditingkatkan tetapi melibatkan arus kesalahan rangkuman armatur yang lebih tinggi. Tambahan pula, ia mempengaruhi saiz dan kos mesin disebabkan perdagangan reka bentuk.

Voltan eksitasi bagi mesin sinkron diterangkan oleh persamaan:

Untuk nilai Tph yang sama, voltan eksitasi berkadar terus dengan fluks medan setiap kutub.

Induktansi sinkron diberikan sebagai:

Hubungan antara SCR dan Jurang Udara

Oleh itu, Nisbah Rangkuman Pendek (SCR) berkadar terus dengan rintangan jurang udara atau panjang jurang udara. Meningkatkan panjang jurang udara meningkatkan SCR, walaupun ini memerlukan daya gerak magnet medan (MMF) yang lebih tinggi untuk mengekalkan voltan eksitasi yang sama (Ef). Untuk meningkatkan MMF medan, sama ada arus medan atau bilangan putaran medan mesti ditingkatkan, memerlukan tiang medan yang lebih tinggi dan diameter mesin yang diperbesar.

Impak terhadap Reka Bentuk Mesin

Ini membawa kepada kesimpulan utama: SCR yang lebih tinggi secara inheren meningkatkan saiz, berat, dan kos mesin sinkron.

Nilai SCR Biasa Mengikut Jenis Mesin

• Mesin Rotor Silinder: SCR berkisar dari 0.5 hingga 0.9.

• Mesin Kutub Menonjol: SCR jatuh antara 1.0 dan 1.5.

• Pemjanjangan Sinkron: SCR biasanya 0.4.

Nilai-nilai ini mencerminkan perdagangan reka bentuk antara kestabilan, pengaturan voltan, dan dimensi fizikal dalam konfigurasi mesin sinkron yang berbeza.