Математична модель асинхронного генератора з фазним ротором для дослідження режимів генерації з несиметрією електричних параметрів машини

Автор(и)

  • А.О. Постіл Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук , Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9411-7047
  • О.В. Бялобржеський Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук , Ukraine https://orcid.org/0000-0003-1669-4580

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.46.2023.288179

Ключові слова:

асинхронний генератор з фазним ротором, несиметрія електричних параметрів, генерація, активна та реактивна потужності, пряма, зворотня та нульова послідовності

Анотація

За результатами аналізу систем з використанням генераторів подвійного живлення виявлено різноманіття моделей, більшість з яких побудовані у α-β та d-q системах координат. Моделі та системи керування виконані з урахуванням несиметрії напруги електричної мережі. Синтезовано модель трифазного генератора подвійного живлення з можливістю введення несиметрії електричних параметрів статора та ротора. Проведено моделювання режимів із симетричними та несиметричними параметрами обмоток машини. Несиметрію реалізовано шляхом зміни індуктивності та опору однієї з фаз статора та/або ротора. В обох випадках отримано необхідний режим генерації як за частотою напруги, так і за її діючим значенням. У разі несиметричних параметрів обмоток відмічена несиметрія генерованої напруги та виникнення пульсацій електромагнітного моменту з частотою 100 Гц. Використовуючи підхід до аналізу електричної потужності, зумовленої напругою та струмом прямої, зворотної та нульової послідовностей, за результатами моделювання відмічено, що у разі несиметрії разом із виникненням складових потужності зворотної послідовності відбуваються зміни у складових потужності прямої послідовності. Зазначені складові потужності зростають із збільшенням несиметрії параметрів машини

Біографії авторів

А.О. Постіл , Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук

Аспірант

О.В. Бялобржеський , Кременчуцький національний університет ім. Михайла Остроградського, м. Кременчук

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

Eltamaly A.M., Al-Saud M.S., Abo-Khalil A.G. Dynamic Control of a DFIG Wind Power Generation System to Mitigate Unbalanced Grid Voltage. IEEE Access. 2020. Vol. 8. Pp. 39091-39103. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2976195.

Song Y., Nian H. Modularized Control Strategy and Performance Analysis of DFIG System Under Unbalanced and Harmonic Grid Voltage. IEEE Transactions on Power Electronics. 2015. Vol. 30, № 9. Pp. 4831-4842. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2014.2366494.

A Sliding-Mode Direct Power Control Strategy for DFIG Under Both Balanced and Unbalanced Grid Conditions Using Extended Active Power / D. Sun, X. Wang, H. Nian, Z.Q. Zhu. IEEE Transactions on Power Electronics. 2018. Vol. 33, № 2. Pp. 1313-1322. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2017.2686980.

Cheng P., Nian H. Collaborative Control of DFIG System During Network Unbalance Using Reduced-Order Generalized Integrators. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2015. Vol. 30, № 2. Pp. 453-464. DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2014.2363671.

Das S., Singh B. Enhanced Control of DFIG Based Wind Energy Conversion System Under Unbalanced Grid Voltages Using Mixed Generalized Integrator. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics. 2022. Vol. 3, № 2. Pp. 308-320. DOI: https://doi.org/10.1109/JESTIE.2022.3143821.

Nian H., Cheng P., Zhu Z.Q. Coordinated Direct Power Control of DFIG System Without Phase-Locked Loop Under Unbalanced Grid Voltage Conditions. IEEE Transactions on Power Electronics. 2016. Vol. 31, № 4. Pp. 2905-2918. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2453127.

Flexible PCC Voltage Unbalance Compensation Strategy for Autonomous Operation of Parallel DFIGs / T. Wang, H. Nian, Z.Q. Zhu, H. Huang, X. Huang. IEEE Transactions on Industry Applications. 2017. Vol. 53, № 5. Pp. 4807-4820. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2017.2696491.

An Improved Angular Stator Flux Frequency Computation Method for Robust MPPT Operation of DFIG Under Unbalanced Grid Voltage / M.A.A. Rani, M. Chakkarapani, C. Nagamani, G.S. Ilango. IEEE Transactions on Industry Applications. 2023. Vol. 59, № 1. Pp. 1162-1174. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2022.3211912.

Sliding-Mode Control Algorithm for DFIG Synchronization to Unbalanced and Harmonically Distorted Grids / A. Susperregui, M.I. Martinez, G. Tapia-Otaegui, A. Etxeberria. IEEE Transactions on Sustainable Energy. 2022. Vol. 13, № 3. Pp. 1566-1579. DOI: https://doi.org/10.1109/TSTE.2022.3166217.

An Effective Reference Generation Scheme for DFIG With Unbalanced Grid Voltage / M.A. Asha Rani, C. Nagamani, G. Saravana Ilango, A. Karthikeyan. IEEE Transactions on Sustainable Energy. 2014. Vol. 5, № 3. Pp. 1010-1018. DOI: https://doi.org/10.1109/TSTE.2014.2322672.

Мазуренко Л.І., Романенко В.І. Математична модель асинхронного генератора з вентильним збудженням з використанням методу припасовування. Технічна електродинаміка. 2010. № 4. С. 19-24.

Model of the induction machine including saturation / J.M. Aller, D. Delgado, A. Bueno, J.C. Viola, J.A. Restrepo. 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), Lille, France. 2013. Pp. 1-8. DOI: https://doi.org/10.1109/EPE.2013.6631883.

Bialobrzheskyi O.V., Vlasenko R.V. Interrelation of a clarke and fortescue transformation for the three-phase asymmetrical electrical network. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2016. № 5. Pp. 67-74.

Bialobrzheskyi O.V., Rod'Kin D. A positive, negative and zero sequences electric power, to improve upon the standard IEEE 1459-2010. COMPEL – The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering. 2023. Vol. 42(2). Pp. 402-424. DOI: https://doi.org/10.1108/COMPEL-03-2022-0109.

Bialobrzheskyi O., Nozhenko V., Todorov O. Influence of misalignment of connection of electrical machine shafts on the nature of electric power of the induction motor. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022. № 6. Pp. 90-96. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-6/090.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-29

Як цитувати

Постіл , А., & Бялобржеський , О. (2023). Математична модель асинхронного генератора з фазним ротором для дослідження режимів генерації з несиметрією електричних параметрів машини. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, (46), 103–113. https://doi.org/10.31498/2225-6733.46.2023.288179

Номер

Розділ

141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка