Written by on

مدار معادل ژنراتور سنکرون

برای تحلیل بهتر ژنراتور سنکرون نیازمند شناخت مدار معادل ماشین می‌باشد. در این بخش به بررسی مدار معادل ژنراتور سنکرون می‌پردازیم.

جریان تحریک If در شکاف هوایی ماشین شار Φf را حاصل می‌سازد جریان Ia در استاتور شار Φr را پدید می‌آورد Φr از دو بخش تشکیل شده است:

Φlr: (شار نشتی) که سیم پیچ استاتور را دور می‌زند و آن را در بر می‌گیرد و سیم پیم تحریک روتور را در بر نمی‌گیرد.

Φr: (شار عکس‌العمل آرمیچر) در شکاف هوایی شکل می‌گیرد و سیم پیچ تحریک روتور نیز در بر می‌گیرد که بخش اعظم Φr را تشکیل می‌دهد لذا شار منتجه در شکاف هوایی Φr از دو مؤلفه تشکیل شده است:

  1. Φf به خاطر میدان روتور
  2. Φar به خاطر عکس‌العمل آرمیچر

Φf در استاتور ولتاژ Ef را القاء می‌کند و Φar را نیز در استاتور و ولتاژ Ear القاء می‌کند منتجه دو ولتاژ القایی Ear و Ef به ولتاژ منتجه Er مشهور است. واضح است که Er توسط شار منتجه Φr حاصل شده است.

Ef همان ولتاژ تحریک است و Er ولتاژ عکس‌العمل آرمیچر می‌باشد که به Φar متقابلاً به جریان آرمیچر وابسته است شکل زیر مدار معادل ژنراتور سنکرون سه فاز با روتور استوانه را نمایش می‌دهد.

شکل۵-۳: مدار معادل ژنراتور سنکرون سه فاز با روتور استوانه

با توجه به شکل داریم که Ear از Φar به میزان °۹۰ عقب است، Er به میزان °۹۰ از Φr عقب است، می‌توان Ear را به عنوان افت ولتاژ دو سر Xar به ازای عبور جریان la مدل کرد.

بنا بر این داریم:

Xar: راکتانس عکس‌العمل آرمیچر (راکتانس قطبی شدگی)

اگر مقاومت استاتور و راکتانس نشتی Xal برای مدل سازی شار نشتی به مدار معادل افزوده گردد در اینصورت مدار معادل شکل زیر حاصل می‌گردد.

شکل۶-۳: مدل سازی شار نشتی

مجموع Xla و Xar را با Xs نشان می‌دهد و بنام راکتانس سنکرون ماشین سنکرون معروف است و مدار معادل نهایی بصورت شکل زیر در خواهد آمد.

شکل۷-۳: مدار معادل نهایی

نمودار فازوری مربوط به ژنراتور سنکرون با روتور استوانه‌ای در زیر نشان داده شده است. در اینجا زاویه بین ولتاژ تحریک و ولتاژ ترمینال به نام زاویه گشتاور می‌باشد.

شکل۸-۳: نمودار فازوری مربوط به ژنراتور سنکرون با روتور استوانه‌ای