طريقة القوة الدافعة المغناطيسية لتنظيم الجهد MMF Method of Voltage Regulation

ما هي طريقة القوة الدافعة المغناطيسية لتنظيم الجهد؟

تُعرف طريقة القوة الدافعة المغناطيسية (MMF) أيضًا باسم طريقة (Ampere Turn). تعتمد طريقة المعاوقة المتزامنة (synchronous impedance) على مفهوم استبدال تأثير تفاعل المحرك بمفاعل وهمي، القوة المحركة المغناطيسية (MMF). تحل طريقة (MMF) محل تأثير مفاعلة تسرب المحرك مع تفاعل إضافي مكافئ لعضو الإنتاج (MMF) بحيث يمكن دمج (MMF) مع تفاعل المحرك (MMF).

شرح طريقة القوة الدافعة المغناطيسية لتنظيم الجهد:

تُستخدم طريقة (MMF) لتحديد تنظيم الجهد لمولد التيار المتردد أو المولد المتزامن ويسمّى أيضًا طريقة دورات الأمبير أو طريقة (MMF) الخاصة بـ (Rothert). تعتمد طريقة (MMF) هذه على نتائج اختبار الدائرة المفتوحة واختبار الدائرة القصيرة على المولد. بالنسبة لأي مولد أو مولد متزامن  يلزم استخدام (MMF)، وهو نتاج تيار المجال ودوران الملف الميداني لغرضين منفصلين:

• يجب أنّ يحتوي على (MMF) ضروري للحثّ على الجهد الطرفي المقنن في الدائرة المفتوحة.

• يجب أن يكون لها (MMF) مساوٍ لـ (MMF) ومعاكس له لتفاعل المحرك.

تنظيم الجهد في الدائرة المفتوحة وفي الدائرة القصيرة:

في معظم الحالات، نظرًا لأنّ عدد المنعطفات في لف المجال غير معروف، يتم حساب (MMF) والتعبير عنه من حيث تيار المجال نفسه. يمكن الحصول على المجال (mmf) المطلوب لتحفيز الجهد الطرفي المقنن على الدائرة المفتوحة من نتائج اختبار الدائرة المفتوحة وخصائص الدائرة المفتوحة. يشار إلى هذا على أنّه (F_O).

تتكون المعاوقة المتزامنة من عنصرين. هم مقاومة المحرك والمفاعلة المتزامنة. يحتوي التفاعل المتزامن الآن أيضًا على مكونين، مفاعلة تسرب المحرك ومفاعل تفاعل تفاعل المحرك. في اختبار الدائرة القصيرة، يعد المجال (MMF) ضروريًا للتغلب على السقوط عبر مقاومة المحرك ومفاعلة التسرب وأيضًا للتغلب على تأثير تفاعل المحرك.

لكن السقوط عبر مقاومة المحرك ومفاعلة التسرب صغيرة جدًا ويمكن إهمالها. وهكذا في اختبار الدائرة القصيرة، يقوم المجال (MMF) بتدوير تيار الحمل الكامل لموازنة تأثير تفاعل المحرك. يمكن الحصول على قيمة “دورات الأمبير” المطلوبة لتدوير تيار الحمل الكامل من خصائص الدائرة القصيرة. يشار إلى هذا على أنّه (F_AR).

في ظل حالة الماس الكهربائي (short circuit)، حيث أنّ المقاومة ومفاعلة التسرب من المحرك ليس لها دور مهم، فإنّ تفاعل المحرك هو المسيطر، وبالتالي فإنّ معامل القدرة للدائرة التفاعلية البحتة هو صفر تأخير (zero lagging). ومن ثمّ، يعطي (F_AR) لفات أمبير لإزالة المغناطيسية. وبالتالي يتم استخدام (MMF) الميداني بالكامل للتغلب على تفاعل المحرك الذي يعمل على إزالة المغناطيسية بالكامل في الطبيعة.

حساب تنظيم الجهد بطريقة MMF:

لحساب تنظيم الجهد بواسطة طريقة (MMF)، تكون المعلومات التالية مطلوبة. وهي على النحو التالي:

• مقاومة لف الجزء الثابت لكل طور (phase).

• خصائص الدائرة المفتوحة (Open circuit) بسرعة متزامنة.

• خاصية الماس الكهربائي (Short circuit).

خطوات لرسم مخطط الطور لطريقة MMF:

• يظهر الرسم التخطيطي للطور بعامل قدرة متأخر (lagging power factor).

• يتم أخذ جهد طرف المحرك لكل طور (V) كطور مرجعي على طول (OA).

• يتم رسم طور تيار المحرك (Ia) متخلفًا عن جهد الطور لزاوية معامل القدرة المتأخر (ϕ) التي سيتم حساب التنظيم من أجلها.

• يتم رسم طور إسقاط مقاومة المحرك (IaRa) في الطور مع (Ia) على طول الخط (AC). نصل بين  (O) و (C). و (OC) تمثل (emf E).

حساب تنظيم الجهد رياضيا:

• بالنظر إلى خصائص التيار المفتوح  (open current)، يتم حساب تيار المجال (I’f) المطابق للجهد (E).

• ارسم تيار المجال (I’_f) الذي كان يقود فيه الجهد الكهربائي بمقدار (90) درجة. من المفترض أنّه في دائرة كهربائية قصيرة (short circuit)، يتم معارضة كل الإثارة بواسطة (MMF) لتفاعل المحرك. هكذا:

I’_f = I’_f < 90° – α 

• من خصائص تيار الدائرة القصيرة (SSC)، حدد مجال التيار (I_f2) المطلوب لتعميم التيار المقنن على ماس كهربائي. هذا هو مجال التيار المطلوب للتغلب على انخفاض التفاعل المتزامن (I_aX_a).

• ارسم مجال التيار (I_f2) في الطور في مقابل تيار محرك التيار (I_a). هكذا:

I_f2 = I_f2  < 180° – φ

• تحديد مجموع المرحلة للتيارات الميدانية (I’_f) و(I_f2). هذا يعطي المجال الناتج إذا كان ذلك سيولد جهدًا كهربائيًا (E₀) في ظل ظروف عدم تحميل المولد. الدائرة المفتوحة (emf E₀) المقابلة لتيار المجال إذا تمّ العثور عليها من خصائص الدائرة المفتوحة.

• تمّ العثور على تنظيم المولد من العلاقة الموضحة أدناه:

Regulation = (E₀– V) / V × 100%