Сравнительная оценка схем соединения обмоток синхронных генераторов в составе источников постоянного тока
Автор: Воронин Сергей Григорьевич, Клиначев Николай Васильевич, Давлатов Азамджон Махмадиевич, Пауков Дмитрий Викторович
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электромеханические системы
Статья в выпуске: 3 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
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.
Синхронный генератор, постоянный магнит, пульсации выпрямленного напряжения, полупроводниковый выпрямитель, многофазная замкнутая или разомкнутая обмотка, удельныеэлектрические потери в меди, работоспособность при отказах
Короткий адрес: https://sciup.org/147234059
IDR: 147234059 | DOI: 10.14529/power200311
Список литературы Сравнительная оценка схем соединения обмоток синхронных генераторов в составе источников постоянного тока
- Karbouj, H. Non-synchronous fast frequency reserves in renewable energy integrated power systems / H. Karbouj, Z.H. Rather, D. Flynn // A critical review International Journal of Electrical Power and Energy Systems. - 2019. - No. 106. - P. 488-501. DOI: 10.1016/j.ijepes.2018.09.046
- Review of frequency support control methods for asynchronous interconnection system based on VSC-HVDC 2019 / L. Zhu, Z. Yuan, C. Sheng et al. // Electric Power Automation Equipment. - 2019. - Vol. 39 (2). -P. 84-92.
- Decentralized model predictive control of voltage source converters for AC frequency containment apangelis / L. Debry, M.S. Prevost, T. Panciatici et al. // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. - 2018. - No. 98. - P. 342-349. DOI: 10.1016/j.ijepes.2017.12.015
- Автоматизированная мини-ГЭС как основа системы электроснабжения горных районов Таджикистана / С.Г. Воронин, А.М. Давлатов, О.О. Султонов и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». -2019. - Т. 19, № 3. - С. 100-107. DOI: 10.14529/power190311
- Gandzha, S. Design of Brushless Electric Machine with Axial Magnetic Flux Based on the Use of Nomograms / S. Gandzha, D. Aminov, B. Kosimov // Proceedings - 2018 International Ural Conference on Green Energy (UralCon 2018). - 2018. - P. 282-287. DOI: 10.1109/uralcon.2018.8544320
- Application of Digital Twins Technology for Analysis of Brushless Electric Machines with Axial Magnetic Flux / S. Gandzha, D. Aminov, I. Kiessh, B. Kosimov // Proceedings - 2018 Global Smart Industry Conference (GloSIC - 2018). - 2018. - P. 8570132. DOI: 10.1109/glosic.2018.8570132
- Ганджа, С.А. Выбор оптимальной конструкции электродвигателя привода пильгерстана для технологии изготовления бесшовных труб / С.А. Ганджа, Б.И. Косимов, Д.С. Аминов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2019. - Т. 19, № 1. - С. 5-17. DOI: 10.14529/power190101
- Разработка инженерной методики расчета магнитных систем с постоянными магнитами на основе метода конечных элементов / С.А. Ганджа, Д.С. Аминов, Б.И. Косимов, P.P. Ниматов // Вестник ПНИПУ. Серия «Электротехника, информационные технологии, системы управления». - 2019. - № 29. -С. 58-74. DOI: 10.15593/2224-9397/2019.1.04
- Sohn, J. Alternator torque model based on equivalent circuit of synchronous generator for electric power management / J. Sohn, S. Hong, M. Sunwoo //IEEE Transactions on Vehicular Technology. - 2013. - No. 62 (8). -P. 3593-3602. DOI: 10.1109/tvt.2013.2266416
- Kabir, S.M. Brushless exciter model / S.M. Kabir, R.L. Shuttleworth // IEE Proceedings C: Generation Transmission and Distribution. - 1994. - No. 141 (1). - P. 61-67. DOI: 10.1049/ip-gtd:19949704
- Brushless self-excited three-phase synchronous generator without exciter / K. Inoue, H. Yamashita, E. Naka-mae, T. Fujikawa //Electrical Engineering in Japan. - 1993. - No 113 (8). - P. 101-115. DOI: 10.1002/eej.4391130810
- Клиначев, Н.В. Линейная непрерывная динамическая модель реверсивного синхронно-векторного выпрямителя. Активный и пассивный режимы работы. http://model.exponenta.ru/k2/Jigrein/dcs_20140628.htm (дата обращения: 20.10.2019).
- Воронин, С.Г. Электропривод летательных аппаратов: конспект лекций / С.Г. Воронин. - Челябинск: ЧГТУ, 1995. - Ч. 1. - 110 с. - http://epla.susu.ru/glv_050.htm (дата обращения: 20.10.2019).
- Wang, B. Unity power factor control for three phase three level rectifiers without current sensors / B. Wang, G. Venkataramanan, A. Bendre // IEEE Transactions on Industry Applications. - 2007. - Vol. 43, no. 5. -P. 1341-1348. - http://www.egr.msu.edu/~bingsen/files_publications/C-05_IAS.pdf (дата обращения: 15.03.2016). DOI: 10.1109/tia.2007.904433
- Dixon, J. W. Three-Phase Controlled Rectifiers / J. W. Dixon // Power Electronics Handbook. - Academic Press, Harcourt Place, 32 Jamestown Road, London NW1 7BY, UK, www.academicpress.com, August 2001. -Chapter 12. - P. 183-196. - http://web.ing.puc.cl/~power/paperspdf/dixon/21.pdf (дата обращения: 15.03.2016).
- Бут, Д.А. Бесконтактные электрические машины: учеб. пособие для электромех. и электроэнерг. спец. втузов / Д.А. Бут. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1990. - 416 с.
- Toulabi, M.S. Experimental comparison between the electric efficiencies of two different types of switched reluctance generators /M.S. Toulabi, H. Torkaman, E. Afjei // 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference, PEDSTC- 2011. - 5742408. - P. 157-162. DOI: 10.1109/pedstc.2011.5742408
- Research offield magnetic motive force of non-salient pole synchronous generator with field windings inter-turn short circuit / J. Hou, H. Li, J. Li, J. Hu // Proceedings of the Chinese Society of Electrical Engineering. -2010. - Vol. 30 (SUPPL.). - P. 220-225.
- Fahn, C.-S. Development of a data glove with reducing sensors based on magnetic induction / C.-S. Fahn, H. Sun // IEEE Transactions on Industrial Electronics. - 2005. - No. 52 (2). - P. 585-594. DOI: 10.1109/tie.2005.844259
- Afjei, E. Comparison of two types of dual layer generator in field assisted mode utilizing 3D-FEM and experimental verification / E. Afjei, H. Torkaman // Progress in Electromagnetics Research. - 2010. - No. 23. -P. 293-309. DOI: 10.2528/pierb10060808
- Гомберг, Б.Н. Пульсации выпрямленной ЭДС вентильного генератора /Б.Н. Гомберг, А.И. Согрин, Н.Н. Мехваник // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». - 2019. - Т. 19, № 2. - С. 97-106. DOI: 10.14529/power190211
- Балагуров, В.А. Проектирование специальных электрических машин переменного тока: учеб. пособие для студентов вузов /В.А. Балагуров. -М.: Высшая школа, 1982. - 272 с.
- Клиничаев, Н.В. Многофазный выпрямитель - звезда /Н.В. Клиничаев. - http:// model. exponent.ru/ k2/Jigrein/md_152htm (дата обращения: 20.10.2019).
