Méthode d’impédance synchrone

Le Impédance synchrone Méthode ou méthode EMF est basé sur le concept de remplacement de l’effet de la réaction de l’armature par une réactance imaginaire. Pour calculer la régulation, la méthode synchrone nécessite les données suivantes; Ils sont la résistance de l’armature par phase et la caractéristique du circuit ouvert. La caractéristique du circuit ouvert est le graphique de la tension de circuit et du courant de champ. Cette méthode nécessite également une caractéristique de court-circuit qui est le graphique du court-circuit et le courant de champ.

Contenu:

• Test de résistance DC
• Test de circuit ouvert
• Test de court-circuit
• Calcul de l’impédance synchrone
• Hypothèses dans la méthode d’impédance synchrone

Pour un générateur synchrone, les éléments sont l’équation ci-dessous:

Où,

Pour calculer l’impédance synchrone, z_s est mesuré, puis la valeur de e_un est calculé. À partir des valeurs de e_un et V, la régulation de tension est calculée.

Mesure de l’impédance synchrone

La mesure de l’impédance synchrone est effectuée par les méthodes suivantes. Ils sont connus comme:

• Test de résistance DC
• Test de circuit ouvert
• Test de court-circuit

Test de résistance DC

Dans ce test, il est supposé que l’alternateur est connecté à l’étoile avec l’enroulement du champ DC ouvert comme indiqué dans le diagramme du circuit ci-dessous:

Il mesure la résistance à DC entre chaque paire de bornes soit en utilisant une méthode d’ampères – voltmètre, soit en utilisant le pont de Wheatstone. La moyenne de trois ensembles de valeur de résistance R_t est pris. La valeur de r_t est divisé par 2 pour obtenir une valeur de résistance CC par phase. Étant donné que la résistance AC effective est plus grande que la résistance DC en raison de l’effet de la peau. Par conséquent, la résistance AC effective par phase est obtenue en multipliant la résistance DC par un facteur 1,20 à 1,75 en fonction de la taille de la machine. Une valeur typique à utiliser dans le calcul serait de 1,25.

Test de circuit ouvert

Dans le test en circuit ouvert Pour déterminer l’impédance synchrone, l’alternateur fonctionne à la vitesse synchrone nominale et les bornes de charge sont maintenues ouvertes. Cela signifie que les charges sont déconnectées et que le courant de champ est réglé sur zéro. Le diagramme du circuit est illustré ci-dessous:

Après avoir réglé le courant de champ à zéro, le courant de champ est progressivement augmenté étape par étape. La tension terminale e_t est mesuré à chaque étape. Le courant d’excitation peut être augmenté pour obtenir 25% de plus que la tension nominale. Un graphique est dessiné entre la tension de phase de circuit ouvert E_p = E_t/ √3 et le courant de champ i_f. La courbe ainsi obtenue appelée caractéristique du circuit ouvert (OCC). La forme est la même que la courbe d’aimantation normale. La partie linéaire de l’OCC est étendue pour former une ligne d’espace d’air.

Le Caractéristique de circuit ouvert (OCC) et la ligne d’espace d’air est illustrée dans la figure ci-dessous:

Test de court-circuit

Dans le test de court-circuitles bornes d’inhabiles sont court-circuites à travers trois ambulants comme indiqué dans la figure ci-dessous:

Le courant de champ doit d’abord être réduit à zéro avant de démarrer l’alternateur. Chaque ampèreter doit avoir une plage supérieure à la valeur de charge complète nominale. L’alternateur est ensuite exécuté à une vitesse synchrone. Identique à un test de circuit ouvert que le courant de champ augmente progressivement par étapes et le courant d’armature est mesuré à chaque étape. Le courant de champ est augmenté pour obtenir des courants d’armature jusqu’à 150% de la valeur nominale.

La valeur du courant de champ i_f et la moyenne de trois lectures d’amiter à chaque étape est prise. Un graphique est tracé entre le courant d’armature IA et le courant de champ I_f. La caractéristique ainsi obtenue est appelée Caractéristique de court-circuit (SCC). Cette caractéristique est une ligne droite comme le montre la figure ci-dessous.

Calcul de l’impédance synchrone

Les étapes suivantes sont données ci-dessous pour le calcul de l’impédance synchrone.

• Les caractéristiques en circuit ouvert et la caractéristique de court-circuit sont dessinées sur la même courbe.
• Déterminez la valeur du courant de court-circuit i_SC et donne la tension alternative nominale par phase.
• L’impédance synchrone z_S sera alors égal à la tension en circuit ouvert divisé par le courant de court-circuit à ce courant de champ qui donne l’EMF nominal par phase.

La réactance synchrone est déterminée comme

Le graphique est illustré ci-dessous:

De la figure ci-dessus, considérez le courant de champ i_f = OA qui produit une tension alternative nominale par phase. Correspondant à ce courant de champ, la tension en circuit ouvert est AB

Donc,

Hypothèses dans la méthode d’impédance synchrone

Les hypothèses suivantes faites dans la méthode d’impédance synchrone sont données ci-dessous:

• L’impédance synchrone est constante

L’impédance synchrone est déterminée à partir du OCC et SCC. Il s’agit du rapport de la tension en circuit ouvert au courant de court-circuit. Lorsque l’OCC et le SCC sont linéaires, le impédance synchrone Z_S est constante.

• Le flux dans des conditions de test est le même que celui dans des conditions de charge.

On suppose qu’une valeur donnée du courant de champ produit toujours le même flux. Cette hypothèse introduit une erreur considérable. Lorsque l’armature est court-circuitée, le courant dans l’armature est en retard, la tension générée de près de 90 degrés, et par conséquent la réaction de l’armature est presque complètement démagnétisant.

• L’effet du flux de réaction d’armature peut être remplacé par une chute de tension proportionnelle au courant d’armature et que la chute de tension de réaction d’armature est ajoutée à la chute de tension de réactance de l’armature.
• La réticence magnétique au flux d’armature est constante quel que soit le facteur de puissance.

Pour une machine à rotor cylindrique, cette hypothèse est sensiblement vraie en raison de l’espace d’air uniforme. La régulation obtenue en utilisant une méthode d’impédance synchrone est plus élevée que celle obtenue par la charge réelle. Par conséquent, cette méthode est également appelée Méthode pessimiste.

À des excitations inférieures, Z_S est constantecar les caractéristiques des circuits ouverts coïncident avec la ligne d’espace d’air. Cette valeur de z_S est appelé le linéaire ou Impédance synchrone insaturée. Cependant, avec une excitation croissante, l’effet de la saturation est de diminuer Z_S et les valeurs au-delà de la partie linéaire du circuit ouvert appelé Valeur saturée de l’impédance synchrone.