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Methode der synchronen Impedanz

Das Synchrone Impedanz Methode oder EMF-Methode basiert auf dem Konzept, den Effekt zu ersetzender Ankerreaktion durch eine imaginäre Reaktanz. Für die Berechnung der Regelung benötigt die synchrone Methode die folgenden Daten: Sie sind der Ankerwiderstand pro Phase und die Leerlaufkennlinie. Die Leerlaufkennlinie ist der Graph der Schaltspannung und des Feldstroms. Dieses Verfahren erfordert auch eine Kurzschlusscharakteristik, die der Graph des Kurzschlusses und des Feldstroms ist.

Inhalt:

Für einen Synchrongenerator folgt die folgende Gleichung

Synchron-Impedanz-Methode-Eq-1

Woher,

Synchronimpedanzmethode-Äq-2

Zur Berechnung der Synchronimpedanz Zs wird gemessen und dann der Wert von Eein ist berechnet. Aus den Werten von Eein und V wird die Spannungsregelung berechnet.

Messung der synchronen Impedanz

Die Messung der synchronen Impedanz erfolgt nach den folgenden Methoden. Sie sind bekannt als

  • DC Widerstandstest
  • Unterbrechungstest
  • Kurzschlusstest

DC Widerstandstest

Bei diesem Test wird davon ausgegangen, dass der Generator mit offener Gleichstrom-Feldwicklung sterngeschaltet ist, wie im nachstehenden Schaltbild gezeigt.

Synchronimpedanz-Methos-fig-1
Es misst den Gleichstromwiderstand zwischen jedem Klemmenpaar entweder mit einer Amperemeter - Voltmeter - Methode oder mit der Wheatstone - Brücke. Der Durchschnitt von drei Sätzen des Widerstandswertes Rt ist genommen Der Wert von Rt wird durch 2 geteilt, um einen Wert von DC zu erhaltenWiderstand pro Phase. Da der effektive Wechselstromwiderstand aufgrund des Skin-Effekts größer ist als der Gleichstromwiderstand. Daher wird der effektive Wechselstromwiderstand pro Phase durch Multiplizieren des Gleichstromwiderstands mit einem Faktor 1,20 bis 1,75 in Abhängigkeit von der Größe der Maschine erhalten. Ein typischer Wert für die Berechnung wäre 1,25.

Ruhestromtest

In dem Leerlauftest zur Bestimmung der synchronen Impedanz dieDie Lichtmaschine läuft mit der Nenndrehzahl und die Lastklemmen bleiben offen. Dies bedeutet, dass die Lasten getrennt werden und der Feldstrom auf Null gesetzt wird. Das Schaltbild ist unten dargestellt.

Synchronimpedanz-Methos-fig-2
Nachdem Sie den Feldstrom auf Null gesetzt haben, wird der Feldstrom schrittweise erhöht. Die Klemmenspannung Et wird bei jedem Schritt gemessen. Der Erregerstrom kann erhöht werden, um 25% über der Nennspannung zu liegen. Ein Diagramm wird zwischen der Leerlaufphasenspannung E gezeichnetp = Et/ √3 und der Feldstrom If. Die Kurve erhält so die Bezeichnung Open Circuit Characteristic (O.C.C). Die Form entspricht der normalen Magnetisierungskurve. Der lineare Teil des OKC ist verlängert, um eine Luftspaltlinie zu bilden.

Das Offene Schaltungseigenschaft (O.C.C) und die Luftspaltlinie ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Ruhetest

Kurzschlusstest

In dem KurzschlusstestDie Ankerklemmen sind durch drei Amperemeter kurzgeschlossen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Synchronimpedanz-Methos-fig-4
Der Feldstrom sollte zuerst auf reduziert werdenNull vor dem Start des Generators. Jeder Amperemeter sollte einen Bereich haben, der größer als der Nennwert der vollen Last ist. Die Lichtmaschine läuft dann mit synchroner Geschwindigkeit. Das Gleiche wie bei einem Test im offenen Stromkreis, dass der Feldstrom schrittweise schrittweise erhöht wird und der Ankerstrom bei jedem Schritt gemessen wird. Der Feldstrom wird erhöht, um Ankerströme bis zu 150% des Nennwerts zu erreichen.

Der Wert des Feldstroms If und der Durchschnitt vonEs werden drei Strommessungen bei jedem Schritt durchgeführt. Ein Graph ist zwischen dem Ankerstrom Ia und dem Feldstrom If aufgetragen. Die so erhaltene Eigenschaft wird aufgerufen Kurzschlusscharakteristik (S.C.C). Diese Eigenschaft ist eine gerade Linie, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Synchronimpedanz-Methos-fig-5

Berechnung der synchronen Impedanz

Nachfolgend sind die folgenden Schritte zur Berechnung der Synchronimpedanz aufgeführt.

  • Die Leerlaufcharakteristik und die Kurzschlusscharakteristik sind in derselben Kurve gezeichnet.
  • Bestimmen Sie den Wert des Kurzschlussstroms Isc und gibt die Nenngeneratorspannung pro Phase an.
  • Die Synchronimpedanz ZS ist dann gleich der Leerlaufspannung, dividiert durch den Kurzschlussstrom bei diesem Feldstrom, der die EMF pro Phase ergibt.

Synchronimpedanz-Methode-Eq-3
Die synchrone Reaktanz wird als bestimmt

Synchronimpedanzmethode-Äq-4

Die Grafik wird unten gezeigt.

Synchronimpedanz-Methos-fig-6
Betrachten Sie aus der obigen Abbildung den Feldstrom If = OA, die eine Nenngeneratorspannung pro Phase erzeugt. Entsprechend diesem Feldstrom beträgt die Leerlaufspannung AB

Deshalb,

Synchronimpedanz-Methode-Eq-5

Annahmen in der Methode der synchronen Impedanz

Die folgenden Annahmen der synchronen Impedanzmethode sind unten angegeben.

  • Die Synchronimpedanz ist konstant

Die Synchronimpedanz wird aus der bestimmt O.C.C. und S.C.C.. Es ist das Verhältnis der Leerlaufspannung zum Kurzschlussstrom. Wenn OC und S.C.C linear sind, werden die synchrone Impedanz ZS ist Konstante.

  • Das Flussmittel unter Testbedingungen ist das gleiche wie unter Lastbedingungen.

Es wird angenommen, dass ein gegebener Wert des FeldesStrom erzeugt immer den gleichen Fluss. Diese Annahme führt zu erheblichen Fehlern. Wenn der Anker kurzgeschlossen wird, verzögert der Strom im Anker die erzeugte Spannung um fast 90 Grad, und daher ist die Ankerreaktion fast vollständig entmagnetisiert.

  • Die Wirkung des Ankerreaktionsflusses kann seindurch einen dem Ankerstrom proportionalen Spannungsabfall ersetzt, und der Ankerreaktionsspannungsabfall wird zum Ankerreaktanzspannungsabfall addiert.
  • Die magnetische Reluktanz des Ankerflusses ist unabhängig vom Leistungsfaktor konstant.

Für eine Zylinderrotormaschine gilt diese Annahmetrifft im Wesentlichen auf den gleichmäßigen Luftspalt zu. Die durch Verwendung einer synchronen Impedanzmethode erhaltene Regelung ist höher als bei der tatsächlichen Belastung. Daher wird diese Methode auch als bezeichnet Pessimistische Methode.

Bei niedrigeren Erregungen ZS ist Konstante, da die Leerlaufkennlinie mit der Luftspaltlinie übereinstimmt. Dieser Wert von ZS heißt das linear oder Ungesättigte synchrone Impedanz. Mit zunehmender Erregung führt die Sättigung jedoch zu einer Abnahme von ZS und die Werte jenseits des linearen Teils des offenen Stromkreises als bezeichnet Gesättigter Wert der synchronen Impedanz.

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