Kortslutningsforholdet for en synkronmaskine

Det Kortslutningshastighed (SCR) af en synkronmaskine defineres som forholdetaf den feltstrøm, der kræves til at generere nominel spænding på et åbent kredsløb til den feltstrøm, der kræves for at cirkulere den nominelle armaturstrøm ved kortslutning. Kortslutningsforholdet kan beregnes ud fra åben kredsløbskarakteristik (O.C.C) ved nominel hastighed og kortslutningskarakteristik (S.C.C) af en trefaset synkronmaskine som vist i figuren nedenfor.

Fra ovenstående figur er kortslutningsforholdet givet ved ligningen vist nedenfor.

Da trekanterne Oab og Ode er ens. Derfor,

Den direkte akse synkron reaktans X_d er defineret som forholdet mellem åben kredsløbsspænding for en given feltstrøm til armaturkortstrømmen for samme feltstrøm.

For feltstrømmen lig med Oa, er den synlige reaktans i den direkte akse i ohm givet ved ligningen vist nedenfor.

Den pr. Enhedsværdi af X_d er angivet som

Men basimpedansen er

Derfor,

Fra ligningen (1) og ligningen (6) får vi

Fra ligningen (7) er det klart, at kortslutningsforholdet er lig med den gensidige af pr. Enhedsværdien af ​​den direkte akse-synkrone reaktans.

I et mættet magnetisk kredsløb er værdien af ​​X_d afhænger af graden af ​​mætning.

Betydningen af ​​kortslutningshastighed (SCR)

Kortslutningsprocent er en vigtig faktor for den synkrone maskine. Det påvirker driftsegenskaberne, den fysiske størrelse og omkostningerne ved maskinen. Den store variation i terminalspændingen med en ændring i belastningen finder sted for den lavere værdi af kortslutningsforholdet for en synkron generator. For at holde terminalspændingen konstant, er feltstrømmen (I_f) skal varieres over en bred vifte.

Til den lille værdi af kortslutningsforholdet(SCR), synkroniseringseffekten er lille. Da synkroniseringsenheden holder maskinen synkront, har en lavere værdi af SCR en lav stabilitetsgrænse. Med andre ord er en maskine med lav SCR mindre stabil, når den drives parallelt med de andre generatorer.

En synkron maskine med høj værdi af SCRhavde en bedre spændingsregulering og forbedret stabilitetsgrænse for stabilitet, men kortslutningsfejlstrømmen i armaturen er høj. Det påvirker også maskinens størrelse og omkostninger.

Synkronmaskins excitationsspænding er givet af ligningen.

For den samme værdi af Tph Excitation spændingen er direkte proportional med feltfluxen pr. Pol.

Den synkrone induktans er angivet som

Derfor,

Derfor er kortslutningshastigheden direkte proportional med luftgabet-reluktansen eller luftspaltlængden.

Hvis længden af ​​luftgabet er øget, kan SCR'en øges. Med stigningen i luftspaltlængden skal feltet MMF øges for samme værdi af excitationsspændingen (E_f). For at øge værdien af ​​felt MMF skal enten feltstrøm eller antallet af svingninger øges. Alt dette kræver en større højde af feltpoler og som følge heraf øges maskinens samlede diameter.

Således er en konklusion, at den store værdi af SCR vil øge maskinens størrelse, vægt og omkostninger.

SCR's typiske værdier for forskellige typer maskiner er som følger: -

• Til cylindrisk rotor Maskinen ligger værdien af ​​SCR mellem 0,5 og 0,9.
• I tilfælde af Salient-pole maskine, ligger den mellem 1 og 1,5 og
• Til synkron kompensatorer, det er 0,4.