Analysis of a synchronous machine driven by an internal-combustion engine

• Autorzy: Radzik M. , Sobczyk T. J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.056.3856

Warianty tytułu

PL

Analiza pracy maszyny synchronicznej napędzanej przez silnik spalinowy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The steady state response of a synchronous machine to the torque with angle dependent pulsating component is of great practical importance for the piston drive. Determining such a response is not easy due to the necessity of solving the system of nonlinear differential equations. This paper describes an algorithm that allows directly determining the steady states of a synchronous machine driven by an internal combustion engine (e.g. diesel engine). To create such an algorithm, the harmonic balance method and the iterative Newton–Raphson procedure are used. This approach allows obtaining steady-state solutions directly in the frequency domain. Exemplary calculations are performed for synchronous generators derived from the four-stroke internal combustion engine.

PL

Reakcja maszyny synchronicznej na moment napędowy zależny od kąta obrotu wirnika ma duże znaczenie praktyczne dla napędów tłokowych. Określenie rozwiązania ustalonego nie jest łatwe ze względu na konieczność rozwiązywania układu nieliniowych równań różniczkowych. W niniejszym artykule opisano algorytm pozwalający na bezpośrednie wyznaczanie stanu ustalonego w maszynie synchronicznej napędzanej przez silnik spalinowy. Algorytm ten opiera się na metodzie bilansu harmonicznych oraz wykorzystuje procedurę iteracyjną Newtona–Raphsona. Pozwala to na uzyskanie rozwiązania ustalonego bezpośrednio w dziedzinie częstotliwości w postaci szeregu Fouriera. Przykładowe obliczenia przeprowadzono dla prądnicy pracującej synchronicznie na sieć sztywną i napędzanej momentem mechanicznym pochodzącym od spalinowego silnika czterosuwowego.

Słowa kluczowe

EN

synchronous machines; steady state performance; harmonic balance method

PL

maszyny synchroniczne; stany ustalone; metoda bilansu harmonicznych

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-E
• Strony: 363--372
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wz., wykr.

Twórcy

autor

Radzik M.

• Technical Institute, State Higher Vocational School in Nowy Sacz

autor

Sobczyk T. J.

• Institute on Electromechanical Energy Conversion, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F., Elektrownie, WNT, Warszawa 2000.
• [2] Anuszczyk J., Maszyny elektryczne w energetyce. Zagadnienia wybrane, WNT, Warszawa 2005.
• [3] Jagiełło A., Systemy elektromechaniczne dla elektryków, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2008.
• [4] Laible Th., Die Theorie der Synchronmaschine im nichtstationären Betrieb, Springer-Verlag, Berlin–Göttingen–Heidenberg 1952.
• [5] Sobczyk T.J., Radzik M., Algorytm bezpośredniego określania stanów ustalonych w maszynach synchronicznych z uwzględnieniem równania ruchu metodą bilansu harmonicznych, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2009, nr 83, BOBRME Komel, pp. 83–88.
• [6] Sobczyk T.J., Metodyczne aspekty modelowania matematycznego maszyn indukcyjnych, WNT, Warszawa 2004.
• [7] Radzik M., Algorytm bezpośredniego określania stanów ustalonych w maszynach synchronicznych z uwzględnieniem równania ruchu, praca doktorska, Cracow University of Technology Cracow 2011.
• [8] Radzik M., Sobczyk T.J., Analiza pracy maszyny synchronicznej napędzanej silnikiem tłokowym, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2014, nr 103(3), Wyd. Instytut Maszyn i Napędów Elektrycznych (KOMEL), pp. 217–222 (SME 2014).