Synchronisierungsleistung und Synchronisierungskoeffizient

Das alles ist: Eine Synchronmaschine (nicht aus dem Takt gefallen) ist an das Stromnetz angeschlossen, das steif ist, dh. das Gitter hält Spannung, Frequenz und Phase.

Die Maschine (eigentlich 3-phasig) wird als Wechselspannungsquelle mit serieller Reaktanz angesehen (allgemein gesagt = synchrone Reaktanz, um "nicht aus dem Takt gefallen" einzuschließen).

Was die Maschine tatsächlich tut (= eine Last dreht, als Generator fungiert, der von einem externen Motor gedreht wird oder sich als reaktive Komponente verhält), kann mit normalen AC-Zeigergleichungen dargestellt werden.

Eine nützliche Gleichung ist, wie viel die Maschine tatsächliche Leistung (Watt) aus dem Netz aufnimmt, wenn die induzierte Spannung innerhalb der Maschine und der Phasenwinkel dieser Spannung bekannt sind. Sie haben die gleiche Gleichung geschrieben:

P=3VEsin(del)/X

V ist die Einphasenspannung des Netzes, E ist die interne induzierte Phasenspannung (allgemein gesagt = EMK), del = wie viel Grad E V vorauseilt und X ist die Synchronreaktanz des Motors. Hinweis: Wir gehen davon aus, dass sich die Maschine synchron dreht. E hängt von der Magnetisierung der Maschine ab und del ergibt sich daraus, ob wir die Maschine tatsächlich als Motor oder Generator verwenden (= was auf der Achse ist)

Wenn die Maschine ein belasteter Motor ist, ist del negativ. Positive del bedeutet, als Generator zu wirken. Wenn die Maschine frei läuft, ist del=0. Dabei kann die Maschine je nach Magnetisierung kapazitiv oder induktiv belastet werden. Dies ist eine wichtige Möglichkeit, Synchronmaschinen zum Blindleistungsausgleich einzusetzen.

Die Synchronisationsleistung dP/d(del) ist eine nicht physikalische Größe, sie kann nicht gemessen werden, aber sie ist wichtig, um den offensichtlichsten Fall zu sehen, wenn die Maschine aus der Synchronisation fällt. Ein Motor fällt ab, wenn dP/d(del) negativ ist. Das bedeutet: Eine Erhöhung des Phasenabstands verringert die Leistung, dh. Es gibt weniger Kraft, um die Last zu drehen, wenn der Motor hinterherhinkt. Das speist sich natürlich, Motor fällt ab.

Ein Generator fällt ab (= läuft eigentlich voraus), wenn er versucht, zu viel abzugeben.

Theoretische max. synchrone Kraftübertragung ist also bei einem Motor del = -90 Grad und bei einem Generator del = 90 Grad.

dP/d(del) wird benötigt, um abzuschätzen, "wie stark die Fähigkeit ist, gelegentliche Störungen zu überwinden und synchron zu bleiben". Das sehen wir bei max. Sendeleistung die Fähigkeit ist Null.

In praktischen Fällen ist dP/d(del) offensichtlich nützlich, wenn es in Watt/Drehungsgrad der mechanischen Achse umgewandelt wird. Dies erfordert ein paar Transformationen.

1. Die Funktion cos(x) als Ableitung von sin (x) ist pro Bogenmaß, unabhängig davon, ob wir x als Grad eingeben. Um es in Grad zu bekommen, müssen wir mit Pi/180 multiplizieren

2. Elektrischer Winkel ist mechanischer Winkel * Anzahl der Polpaare. Somit ist in einer 12-poligen Maschine die Synchronleistung/ein Mech.Grad = 6 x Synchronleistung/ein Elektr.Grad

Das Problem Alle drei Berechnungen sind unterschiedliche Fälle (= unterschiedliche Startbedingungen, unterschiedliche Unbekannte). Wir gehen die Prüfungsfrage durch.

Wir müssen die induzierte Phasenspannung berechnen. Wenn wir davon ausgehen, dass die Maschine ein Generator ist, ist die induzierte Spannung die Summe aus der Netzphasenspannung und dem Abfall der Synchronreaktanz.

Die Berechnung des Spannungsabfalls benötigt den Strom. Das ist = Leistung/3 dividiert durch die Phasenspannung des Netzes. (in der Lösung ist das Schreiben schwierig, aber es ist dasselbe)

Der Spannungsabfall muss aufgrund seiner Entstehung in einer Reaktanz als 90-Grad-Zeiger hinzugefügt werden. Das ergibt die induzierte Spannung mit Phasenlage. Dieser Winkel ist die Phasendifferenz del zwischen dem Gitter und der induzierten Spannung.

Ersetzen Sie nun die induzierte Spannung, die Gitterspannung, die Reaktanz und die Phasendifferenz. Wandeln Sie das Ergebnis in mechanische Grade um.