ویژگی های عملیاتی:
عملکرد یک ژنراتور سنکرون در درجه اول با ویژگیهای بدون{0} بار و ویژگیهای عملیاتی بار مشخص میشود. این ویژگی ها به عنوان معیارهای مهم برای کاربران در هنگام انتخاب یک ژنراتور عمل می کنند.
بدون-ویژگی بارگذاری:
هنگامی که یک ژنراتور به یک بار متصل نیست، جریان آرمیچر صفر است. این حالت به عنوان -عملیات بدون بار شناخته می شود. در این شرایط، تنها نیروی الکتروموتور (EMF) موجود در سیمپیچهای سه فاز استاتور، EMF بدون بار ($E_0$)- است که سه-متقارن-القا شده توسط جریان تحریک ($I_f$) است. قدر $E_0$ با افزایش $I_f$ افزایش می یابد. با این حال، به دلیل اشباع مغناطیسی در هسته آهنی دستگاه، رابطه بین این دو کاملاً متناسب نیست. منحنی نشاندهنده رابطه بین EMF بدون بار{13} ($E_0$) و جریان تحریک ($I_f$) به عنوان مشخصه بدون بار{16} ژنراتور سنکرون شناخته میشود.
واکنش آرمیچر:
هنگامی که ژنراتور به یک بار متقارن متصل میشود، جریانهای سه فازی که از سیمپیچهای آرمیچر عبور میکنند، یک میدان مغناطیسی دوار ثانویه به نام میدان مغناطیسی واکنش آرمیچر ایجاد میکنند. سرعت چرخش آن با سرعت چرخش روتور مطابقت دارد، به این معنی که دو میدان به طور همزمان می چرخند.
هم میدان مغناطیسی واکنش آرمیچر و هم میدان مغناطیسی تحریک روتور را می توان به عنوان دارای توزیع فضایی سینوسی تقریب زد. اختلاف فاز فضایی بین آنها به زمان-تفاوت فاز دامنه بین EMF بدون بار{{2} ($E_0$) و جریان آرمیچر ($I$) بستگی دارد. میدان مغناطیسی واکنش آرمیچر نیز تحت تأثیر ماهیت بار است. هنگامی که بار القایی است، میدان مغناطیسی واکنش آرمیچر یک اثر مغناطیس زدایی اعمال می کند و باعث کاهش ولتاژ ترمینال ژنراتور می شود. برعکس، زمانی که بار خازنی است، میدان یک اثر مغناطیسی اعمال می کند و باعث افزایش ولتاژ خروجی می شود.
ویژگی های عملیاتی بار:
اینها در درجه اول به ویژگی های خارجی و ویژگی های تنظیم اشاره دارند. مشخصه خارجی رابطه بین ولتاژ ترمینال ژنراتور ($U$) و جریان بار ($I$) را هنگامی که سرعت چرخش در مقدار نامی خود است و هر دو جریان تحریک و ضریب توان بار ثابت میمانند، توصیف میکند. مشخصه تنظیم رابطه بین جریان تحریک ($I_f$) و جریان بار ($I$) را هنگامی که سرعت چرخش و ولتاژ پایانه در مقادیر نامی خود هستند و ضریب توان بار ثابت باقی میماند، توصیف میکند.
نرخ تنظیم ولتاژ یک ژنراتور سنکرون تقریباً بین 20 تا 40 درصد است. بارهای عمومی صنعتی و خانگی نیاز دارند که ولتاژ اساساً ثابت بماند. بنابراین، جریان تحریک باید مطابق با تغییر جریان بار تنظیم شود. اگرچه روند مشخصه تنظیم معکوس مشخصه خارجی است-که برای بارهای القایی و صرفاً مقاومتی افزایش مییابد، و به طور کلی برای بارهای خازنی کاهش مییابد-این تنظیم برای حفظ خروجی ولتاژ پایدار ضروری است.
