Teori Dua Reaksi Mesin Sinkron Kutub Salient

Teori Dua Reaksi dikemukakan oleh Andre Blondel. Teori ini mengusulkan untuk menyelesaikan MMF jangkar yang diberikan menjadi dua komponen yang saling tegak lurus, dengan satu terletak di sepanjang sumbu rotor kutub menonjol.

Ini dikenal sebagai sumbu langsung atau komponen sumbu d. Komponen lainnya terletak tegak lurus terhadap sumbu kutub salient rotor. Ini dikenal sebagai sumbu kuadratur atau komponen sumbu q.

Komponen sumbu d dari jangkar (angker) MMF (Gaya Gerak Magnet), Fa dilambangkan dengan Fd, dan komponen sumbu q dilambangkan dengan Fq. Komponen Fd bersifat magnetisasi atau demagnetisasi. Komponen Fq menghasilkan efek magnetisasi silang. Jika adalah sudut antara arus jangkar Ia dan tegangan eksitasi Ef dan Fa adalah amplitudo MMF jangkar, maka

Sumbu sepanjang sumbu rotor disebut sumbu langsung atau sumbu d. Sumbu tegak lurus terhadap sumbu d dikenal sebagai kuadratur atau sumbu q. Jalur fluks sumbu langsung melibatkan dua celah udara kecil dan merupakan jalur keengganan minimum. Jalur yang ditunjukkan pada gambar di atas oleh ϕq memiliki dua celah udara yang besar dan merupakan jalur dengan reluktansi maksimum.

Fluks rotor BR ditunjukkan secara vertikal ke atas seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Fluks rotor menginduksi tegangan Ef di stator. Arus jangkar stator Ia akan mengalir melalui motor sinkron ketika beban faktor daya tertinggal dihubungkan dengannya. Arus jangkar stator Ia tertinggal dari tegangan yang dibangkitkan Ef dengan sudut Ψ.

Arus jangkar menghasilkan gaya gerak magnet stator Fs. MMF ini tertinggal dari Ia dengan sudut 90 derajat. MMF FS menghasilkan medan magnet stator BS sepanjang arah Fs. MMF stator dipecah menjadi dua komponen, yaitu komponen sumbu langsung Fd dan komponen sumbu kuadratur Fq.

Jika,

• ϕd adalah fluks sumbu langsung
• Φq adalah fluks sumbu kuadratur
• Rd adalah reluktansi jalur fluks sumbu langsung

Karena itu

Karena, Rd < Rq, komponen sumbu langsung MMF Fd menghasilkan lebih banyak fluks daripada komponen sumbu kuadratur dari MMF. Fluks sumbu langsung dan kuadratur menghasilkan tegangan pada belitan stator melalui reaksi jangkar.

Di mana,

• Ead menjadi komponen sumbu langsung dari tegangan reaksi jangkar.
• Eaq menjadi komponen sumbu kuadratur dari tegangan reaksi jangkar.

Karena setiap tegangan reaksi jangkar berbanding lurus dengan arus statornya dan tertinggal 90 derajat. Oleh karena itu, tegangan reaksi jangkar dapat ditulis seperti gambar di bawah ini:

Di mana,

• Xad adalah reaktansi reaksi jangkar dalam sumbu langsung per fasa.
• Xaq adalah reaktansi reaksi jangkar pada sumbu kuadratur per fasa.

Nilai Xad selalu lebih besar dari Xaq. Karena EMF yang diinduksi oleh MMF tertentu yang bekerja pada sumbu langsung lebih kecil daripada sumbu kuadratur karena reluktansinya yang lebih tinggi.

Tegangan total yang diinduksi dalam stator adalah jumlah EMF yang diinduksi oleh eksitasi medan. Persamaannya ditulis sebagai berikut:

Tegangan E’ sama dengan jumlah tegangan terminal V dan tegangan turun dalam resistansi dan reaktansi bocor dari armature. Persamaannya ditulis sebagai:

Arus jangkar dibagi menjadi dua komponen; satu adalah fasa dengan tegangan eksitasi Ef dan yang lainnya dalam fasa kuadratur untuk itu.

Jika

• Iq adalah komponen sumbu Ia sefasa dengan Ef.
• Id adalah sumbu d Ia tertinggal Ef sebesar 90 derajat.

Karena itu,

Menggabungkan persamaan (4) dan (5) kita dapatkan,

Menggabungkan persamaan (6) dan (7) kita dapatkan,

Jadi,

Reaktansi Xd disebut reaktansi sinkron sumbu langsung, dan reaktansi Xq disebut reaktansi sinkron sumbu kuadrat.

Menggabungkan persamaan (9) (10) dan (11), kita mendapatkan persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Persamaan (12) yang ditunjukkan di atas adalah persamaan tegangan akhir untuk generator sinkron kutub menonjol.