СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В СОСТАВЕ ИСТОЧНИКОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
DOI:
https://doi.org/10.14529/power200311Ключевые слова:
СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР, ПОСТОЯННЫЙ МАГНИТ, ПУЛЬСАЦИИ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, МНОГОФАЗНАЯ ЗАМКНУТАЯ ИЛИ РАЗОМКНУТАЯ ОБМОТКА, УДЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ В МЕДИ, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ПРИ ОТКАЗАХАннотация
Рассматриваются схемы источников постоянного тока на основе многофазного синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов и выпрямителя. Проведена оценка различных вариантов построения схем при изменении числа фаз от двух до десяти и способов соединения обмотки генератора: N-лучевая звезда или замкнутое кольцо из N секций. Доказано, что при прочих равных условиях по удельным электрическим потерям обмотки с малым числом фаз, от двух до четырёх, оказываются предпочтительней многофазных обмоток. Показаны преимущества замкнутых многофазных обмоток перед разомкнутыми обмотками как с точки зрения удельных электрических потерь, так и с точки зрения сохранения выходных характеристик при единичных отказах. С помощью математических моделей проведён анализ пульсаций выходного напряжения выпрямителя для различного числа фаз и различных схем соединения обмоток как в штатном режиме, так и при обрыве диодов в выпрямителе. Оценено влияние индуктивности обмотки генератора на величину пульсаций напряжения. Делается вывод о существенном преимуществе замкнутых обмоток перед разомкнутыми с точки зрения пульсаций выпрямленного напряжения.
Скачивания
Библиографические ссылки
Karbouj H., Rather Z.H., Flynn D. Non-synchronous fast frequency reserves in renewable energy integrated power systems. A critical review International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 2019, no. 106,
pp. 488–501. DOI: 10.1016/j.ijepes.2018.09.046
Zhu L., Yuan Z., Sheng C., Liu Z., Guo J. Review of frequency support control methods for asynchronous interconnection system based on VSC-HVDC 2019. Electric Power Automation Equipment, 2019, vol. 39 (2), pp. 84–92.
Debry L., Prevost M.S., Panciatici T., Van P., Cutsem T. Decentralized model predictive control of voltage
source converters for AC frequency containment apangelis. International Journal of Electrical Power and Energy
Systems, 2018, no. 98, pp. 342–349. DOI: 10.1016/j.ijepes.2017.12.015
Voronin S.G., Davlatov A.M., Sultonov O.O. et al. [Automated mini-hydroelectric power station as the basis of the power supply system of mountainous regions of Tajikistan]. Bulletin of the South Ural State University.
Ser. “Power Engineering”, 2019, vol. 19, no. 3, pp. 100–107. DOI: 10.14529/power190311. (in Russ.)
Gandzha S., Aminov D., Kosimov B. Design of Brushless Electric Machine with Axial Magnetic Flux
Based on the Use of Nomograms. Proceedings – 2018 International Ural Conference on Green Energy (UralCon
, 2018, pp. 282–287. DOI: 10.1109/uralcon.2018.8544320
Gandzha S., Aminov D., Kiessh I., Kosimov B. Application of Digital Twins Technology for Analysis of
Brushless Electric Machines with Axial Magnetic Flux. Proceedings – 2018 Global Smart Industry Conference
(GloSIC – 2018), 2018, pp. 8570132. DOI: 10.1109/glosic.2018.8570132
Gandzha S., Kosimov B., Aminov D. [Selection of the optimal design of the Pilgerstan drive electric motor
for the seamless pipe manufacturing technology]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. “Power Engineering”, 2019, vol. 19, no. 1, pp. 5–17. DOI: 10.14529/power190101. (in Russ.)
Gandzha S.A., Aminov D.S., Kosimov B.I., Nimatov P.P. Development of an engineering technique for
calculating magnetic systems with permanent magnets based on the finite element method]. Vestnik PNIPU.
Seriya “Elektrotekhnika, informatsionnye tekhnologii, sistemy upravleniya” [PNRPU Bulletin. Series “Electrical Engineering, Information Technology, Control Systems”], 2019, no. 29, pp. 58–74. (in Russ.) DOI:
15593/2224-9397/2019.1.04
Sohn J., Hong S., Sunwoo M. Alternator torque model based on equivalent circuit of synchronous generator
for electric power management. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2013, no. 62(8), pp. 3593–3602.
DOI: 10.1109/tvt.2013.2266416
Kabir S.M., Shuttleworth R.L. Brushless exciter model. IEE Proceedings C: Generation Transmission
and Distribution, 1994, no. 141 (1), pp. 61–67. DOI: 10.1049/ip-gtd:19949704
Inoue K., Yamashita H., Nakamae E., Fujikawa T. Brushless self-excited three-phase synchronous generator
without exciter. Electrical Engineering in Japan, 1993, no. 113 (8), pp. 101–115. DOI: 10.1002/eej.4391130810
Klinachev N.V. Lineynaya nepreryvnaya dinamicheskaya model' reversivnogo sinkhronno-vektornogo
vypryamitelya. Aktivnyy i passivnyy rezhimy raboty [[Linear continuous dynamic model of a reversible synchronous vector rectifier. Active and passive operation modes]. Available at: http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/
dcs_20140628.htm (accessed 20.10.2019).
Voronin S.G. Elektroprivod letatel’nykh apparatov: konspekt lektsiy [Electric drive of aircraft: Lecture
notes]. Chelyabinsk: ChGTU, 1995, part 1. – 110 p. Available at: http://epla.susu.ru/glv_050.htm (accessed
03.2016).
Wang B., Venkataramanan G., Bendre A. Unity power factor control for three phase three level rectifiers
without current sensors. IEEE Transactions on Industry Applications, 2007, vol. 43, no. 5, pp. 1341–1348. Available at: http://www.egr.msu.edu/~bingsen/files_publications/C-05_IAS.pdf (accessed 15.03.2016). DOI:
1109/tia.2007.904433
Dixon J.W. Three-Phase Controlled Rectifiers. Chapter 12 in “Power Electronics Handbook”, Academic
Press, Harcourt Place, 32 Jamestown Road, London NW1 7BY, UK, www.academicpress.com, August 2001,
pp. 183–196. Available at: http://web.ing.puc.cl/~power/paperspdf/dixon/21.pdf (accessed 15.03.2016).
But D.A. Beskontaktnyye elektricheskiye mashiny: ucheb. posobiye [Contactless electrical machines: manual
for the specialty electromechanics and electrical power engineering]. 2nd ed. Мoscow, Vysshaya shkola, 1990. 416 p.
Toulabi M.S., Torkaman H., Afjei E. [Experimental comparison between the electric efficiencies of two
different types of switched reluctance generators]. 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference, PEDSTC – 2011, 5742408, pp. 157–162. DOI: 10.1109/pedstc.2011.5742408
Hou J., Li H., Li J., Hu J. Research of field magnetic motive force of non-salient pole synchronous generator with field windings inter-turn short circuit. Proceedings of the Chinese Society of Electrical Engineering,
, vol. 30 (SUPPL.), pp. 220–225.
Fahn C.-S., Sun H. Development of a data glove with reducing sensors based on magnetic induction.
IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2005, no 52 (2), pp. 585–594. DOI: 10.1109/tie.2005.844259
Afjei E., Torkaman H. Comparison of two types of dual layer generator in field assisted mode utilizing
D-FEM and experimental verification. Progress in Electromagnetics Research, 2010, no 23, pp. 293–309. DOI:
2528/pierb10060808
Gomberg B.N., Sogrin A.I., Mehvanik N.N. Ripple of Rectified EMF in Alternators. Bulletin of
the South Ural State University. Ser. Power Engineering, 2019, vol. 19, no. 2, pp. 97–106. (in Russ.) DOI:
14529/power190211
Balagurov, V.A. Proyektirovaniye spetsial’nykh elektricheskikh mashin peremennogo toka: ucheb.
posobiye [Designing Specialty AC Electric Machines: A Study Guide]. Мoscow, Vysshaya shkola, 1982, 272 p.
Klinichayev N.V. Mnogofaznyy vypryamitel’ – zvezda [Multiphase rectifier – star]. Available at: http://
model. exponent.ru/k2/Jigrein/md_152htm (accessed 20.10.2019).
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
