Розробка системи керування напругою магнітоелектричного генератора з шунтуванням магнітного потоку для електроенергетичних комплексів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265861Ключові слова:
магнітоелектричний генератор, магнітний шунт, керування напругою, зміна навантаження, зміна швидкостіАнотація
Об’єктом дослідження в роботі є трифазний магнітоелектричний генератор із шунтуванням магнітного потоку на основі серійних асинхронних електродвигунів.
Наявність магнітного шунта дозволяє керувати напругою генератора за допомогою зміни струму збудження в безконтактній електричній обмотці магнітного шунта, яка живиться постійним струмом. Таким чином вирішується проблема стабілізації вихідної напруги генератора із постійними магнітами при зміні швидкості обертання та навантаження.
У роботі розроблено тривимірну польову математичну модель генератора, що дозволяє здійснювати електромагнітні розрахунки генератора з заданими параметрами з урахуванням впливу кінцевих ефектів, магнітних полів розсіювання та їх радіально-аксіального характеру. Результати розрахунку електромагнітного поля є вихідними параметрами для розробки імітаційної моделі в середовищі Matlab-Simulink. Розроблено імітаційну модель магнітоелектричного генератора із шунтуванням магнітного потоку в умовах зміни швидкості обертання та навантаження в середовищі Matlab-Simulink.
На основі розроблених моделей отримано робочі характеристики магнітоелектричного генератора із шунтуванням магнітного потоку, які показують межі керування вихідною напругою. Отримано регулювальні характеристики при нульовому та номінальному струмі шунта для різного типу навантаження. Представлено регулювальні характеристики генератора при номінальній напрузі генератора для різного типу навантаження та при збільшення до 150 % від номінального значення. Результати дослідження показують високу ефективність системи керування напругою магнітоелектричного генератора з магнітним шунтом при різних швидкостях обертання та навантаження
Посилання
- Asfirane, S., Hlioui, S., Amara, Y., Gabsi, M. (2019). Study of a Hybrid Excitation Synchronous Machine: Modeling and Experimental Validation. Mathematical and Computational Applications, 24 (2), 34. doi: https://doi.org/10.3390/mca24020034
- Mbayed, R., Salloum, G., Monmasson, E., Gabsi, M. (2016). Hybrid excitation synchronous machine finite simulation model based on experimental measurements. IET Electric Power Applications, 10 (4), 304–310. doi: https://doi.org/10.1049/iet-epa.2015.0473
- Bernatt, J., Gawron, S. A., Glinka, M. (2012). Experimental Validation of Hybrid Excited Permanent Magnet Synchronous Generator. Przegląd elektrotechniczny, 88 (12a), 66–70. Available at: http://pe.org.pl/articles/2012/12a/14.pdf
- Xu, L., Liu, G., Zhao, W., Ji, J. (2016). Hybrid excited vernier machines with all excitation sources on the stator for electric vehicles. Progress In Electromagnetics Research M, 46, 113–123. doi: https://doi.org/10.2528/pierm15120305
- Wardach, M., Bonislawski, M., Palka, R., Paplicki, P., Prajzendanc, P. (2019). Hybrid Excited Synchronous Machine with Wireless Supply Control System. Energies, 12 (16), 3153. doi: https://doi.org/10.3390/en12163153
- Sabioni, C. L., Ribeiro, M. F. O., Vasconcelos, J. A. (2018). Robust Design of an Axial-Flux Permanent Magnet Synchronous Generator Based on Many-Objective Optimization Approach. IEEE Transactions on Magnetics, 54 (3), 1–4. doi: https://doi.org/10.1109/tmag.2017.2766229
- Nedjar, B., Hlioui, S., Amara, Y., Vido, L., Gabsi, M., Lecrivain, M. (2011). A New Parallel Double Excitation Synchronous Machine. IEEE Transactions on Magnetics, 47 (9), 2252–2260. doi: https://doi.org/10.1109/tmag.2011.2134864
- Wardach, M., Paplicki, P., Palka, R. (2018). A Hybrid Excited Machine with Flux Barriers and Magnetic Bridges. Energies, 11 (3), 676. https://doi.org/10.3390/en11030676
- Jian, L., Liang, J., Shi, Y., Xu, G. (2013). A novel double-winding permanent magnet flux modulated machine for stand-alone wind power generation. Progress In Electromagnetics Research, 142, 275–289. doi: https://doi.org/10.2528/pier13072304
- Chumack, V., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, M., Ponomarev, A., Tkachuk, I. (2020). Mathemathical modeling of a synchronous generator with combined excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (103)), 30–36. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193495
- Chumack, V., Bazenov, V., Tymoshchuk, O., Kovalenko, M., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, I., Tkachuk, I. (2021). Voltage stabilization of a controlled autonomous magnetoelectric generator with a magnetic shunt and permanent magnet excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (114)), 56–62. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246601
- Ostroverkhov, M., Chumack, V., Kovalenko, M., Kovalenko, I. (2022). Development of the control system for taking off the maximum power of an autonomous wind plant with a synchronous magnetoelectric generator. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (118)), 67–78. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263432
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Mykola Ostroverkhov, Vadim Chumack, Oksana Tymoshchuk, Mykhailo Kovalenko, Yevhen Ihnatiuk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
