A mathematical model of an electric drive system including GTO thyristors

• Autorzy: Chaban Andriy , Lis Marek , Szafraniec Andrzej , Fediv Yevhen

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.12.50

Warianty tytułu

PL

Model matematyczny elektrycznego układu napędowego z uwzględnieniem tyrystorów GTO

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A mathematical model of an electrical unit is developed that consists of an absolutely permanent source which supplies electric power to the primary winding of a power transformer, while some asynchronous drives, a resistant load, and a passive power capacitor including GTO thyristors are connected to the secondary winding of the transformer. Electric processes in the load unit are analysed on the basis of the model. A concept of stabilising the unit’s voltage with various angles of thyristor opening and closure is demonstrated. Equations describing the drive system are integrated using the fourth-order Runge-Kutta method. The results of computer simulations are shown in a graphic format and analysed.

PL

W pracy opracowano model matematyczny zespołu elektrycznego, który składa się z absolutnie sztywnego źródła energii elektrycznej, z którego zostało zasilane pierwotne uzwojenie transformator mocy, a do wtórnego uzwojenia tego transformatora zostały podłączone napędy asynchroniczne, obciążenie rezystancyjne oraz kompensator mocy biernej z tyrystorami GTO. Na podstawie tego modelu analizowane są procesy elektryczne w układzie napędowym. Pokazano koncepcję stabilizacji napięcia zespołu drogą różnych kątów otwierania i zamykania tyrystorów. Równania stanu eklektycznego całkowane są metodą Runge-Kutta czwartego rzędu. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowej w postaci rysunków, które są opisane i analizowane.

Słowa kluczowe

EN

mathematical modeling; passive power compensation; drive system; GTO thyristor; Runge-Kutta method

PL

modelowanie matematyczne; kompensacja mocy biernej; układ napędowy; tyrystor GTO; metoda Runge Kutta

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 12
• Strony: 276--279
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Chaban Andriy

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny, Wydział Transportu, Elektrotechniki i Informatyki, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom
• Politechnika Lwowska, ul Bandery 12, Lwów, Ukraina
• Katedra Systemów Elektrycznych, Lwowski Narodowy Uniwersytet Ekologiczny, ul. W. Wielkiego 1, Dubliany

• https://orcid.org/0000-0002-4620-301X

autor

Lis Marek

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, 42-201 Częstochowa, al. Armii Krajowej 17

• https://orcid.org/0000-0001-5191-8303

autor

Szafraniec Andrzej

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny, Wydział Transportu, Elektrotechniki i Informatyki, ul. Malczewskiego 29, 26-600 Radom

• https://orcid.org/0000-0002-0143-2409

autor

Fediv Yevhen

• Politechnika Lwowska, ul Bandery 12, 29003 Lwów, Ukraina

• https://orcid.org/0000-0003-0974-1342

Bibliografia

• [1] Xia T., He J., Ye Y., Li W., Huang J., Jie Yang J., Liu, D., Application of Advanced Power Electronic Technology in Smart Grid, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 394 (2018), No. 4, 1-7
• [2] Bayoumi E., Power electronics in smart grid distribution power systems: a review, International Journal of Industrial Electronics and Drives, 2 (2016), No. 2, 98-115
• [3] Souza Junior M., Freitas L., Power Electronics for Modern Sustainable Power Systems: Distributed Generation, Microgrids and Smart Grids, A Review. International Journal of Industrial Electronics and Drives, 3 (2016), No. 1, 20 – 48
• [4] Fediv Y., Sivakova O., Korchak M., Multi operated virtual power plant in smart grid, Advances in Science, Technology and Engineering Systems, 5 (2020) No. 6, 256–260
• [5] Chaban, A.; Lis , M.; Szafraniec , A., Voltage Stabilisation of a Drive System Including a Power Transformer and Asynchronous and Synchronous Motors of Susceptible Motion Transmission, Energies, 2022, 15, 811
• [6] Lis M., Chaban A., Szafraniec A., Figura R., Levoniuk V., Mathematical model of a part of an opened extra-high voltage electrical grid, In E3S Web of Conferences, Podlesice, Poland, (2019), Volume 84, No. 02055
• [7] Chaban A., Hamilton - Ostrogradski Principle in Electromechanical Systems, Soroki, Lviv, Ukraine, (2015), 488
• [8] Chaban A., Łukasik Z., Popenda A., Szafraniec A., Mathematical Modelling of Transient Processes in an Asynchronous Drive with a Long Shaft Including Cardan Joints, Energies, (2021), No. 14, 5692
• [9] Czaban A., Rusek A., Lis M., The approach based on variation principles for mathematical modeling of asymmetrical states in a power transformer, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 12B, 240–242
• [10] Popenda A., Modelling of BLDC motor energized by different converter systems, Przegląd Elektrotechniczny, 94 NR 1/2018, 81-84
• [11] Chaban, A.; Łukasik, Z.; Popenda, A.; Szafraniec, A., Mathematical Modelling of Transient Processes in an Asynchronous Drive with a Long Shaft Including Cardan Joints, Energies, 2021, 14, 5692.
• [12] Чабан А., Федів Є., Сівакова О., Дробот І., Стабілізація напруги вузла електричного навантаження за допомогою двоопераційних тиристорів, Вісник Львівського національного університету природокористування. Агроінженерні дослідження, 26 (2023), 101–108
• [13] Fediv Y., Sivakova O., Power analysis of thyristor-regulated reactor with fully controlled semiconductor valves, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 122 (2023), No. 8, 27–35
• [14] Pukach P., Il’kiv V., Nytrebych Z., Vovk M., Investigation of the mathematical model of bending oscillations of the oil tanks’ wall in the transformers considering nonlinear dissipative for ces, 14th International Conference The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics, (2017), 32–34

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).