Praca i sterowanie stacji prób wysokonapięciowych silników elektrycznych

• Autorzy: Drabek Tomasz , Dybowski Paweł , Mularz Paweł , Wilczyński Sebastian

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.12.39

Warianty tytułu

EN

Operation and control of the test bench for high-voltage electric motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem artykułu jest analiza pracy i synteza sterowania stacji prób silników indukcyjnych, mającej służyć do badania silników o mocach znamionowych do 3 MW i napięciach znamionowych do 15 kV. Badany silnik i obciążający go generator indukcyjny są zasilone przez przemienniki częstotliwości realizujące sterowanie skalarne obu maszyn, umożliwiające płynną regulację zasilania silnika i jego obciążenia. Algorytm sterowania obciążeniem umożliwia jego automatyczną zmianę w zadanym zakresie, co w połączeniu z automatyzacją pomiarów redukuje zaangażowanie personelu technicznego w prowadzone badania. Jednakże, współpraca obu maszyn z falownikami rodzi określone problemy techniczne, związane ze stabilnością pracy całego układu, zwłaszcza w sytuacji małych obciążeń badanego silnika. W artykule przedstawiono rozwiązania tych problemów oraz odpowiedni algorytm sterowania generatorem obciążającym wraz z wynikami badań symulacyjnych całego układu stacji prób.

EN

The paper's subject is the analysis of the operation and synthesis of the control of an induction motor test bench, which is to be used to test motors with rated powers up to 3 MW and rated voltages up to 15 kV. The tested motor and the loading induction generator are powered by inverters implementing the scalar control of both machines. The inverters enable smooth adjustment of the motor power supply and its load. The load control algorithm allows its automatic variation in the set range, which, combined with the automation of measurements, reduces the involvement of technical personnel in the tests. However, the cooperation of both machines with inverters raises specific technical problems related to the stability of the system, especially in the case of low loads of the tested motor. The paper presents solutions to these problems, an appropriate algorithm for controlling the load generator, and the results of simulation tests of the control system.

Słowa kluczowe

PL

stacja prób; regulacja napięcia; rozkład napięć

EN

test bench; voltage control; voltage drop; induction machine

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 12
• Strony: 215--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Drabek Tomasz

• AGH Akademia Górniczo Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-9426-9398

autor

Dybowski Paweł

• AGH Akademia Górniczo Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0001-5154-3484

autor

Mularz Paweł

• Elsta Sp. Z o.o., ul. Janińska 32, 32-020 Wieliczka

autor

Wilczyński Sebastian

• Elsta Sp. Z o.o., ul. Janińska 32, 32-020 Wieliczka

Bibliografia

• [1] Błasiński W., Nowacki Z., Układ hamowania elektrycznego do badania napędów, Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej - Elektryka, z. 123 (2011), nr 1108, 17-26
• [2] Wang-Zhiwei, Li-Zhongli, Guo-Zhijun, Wu-Jingbo, Sun-Zhengwei, The Drive System Design for Magnetorheological Fluid Brake Test Bench, Proceedings of the 2013 International Conference on Advanced Mechatronic Systems, Luoyang, China, 2013
• [3] Polak A., Decner A., Hamownie badawcze nowej generacji, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, 111 (2016), nr 3, 175-179
• [4] Polak A., Decner A., Nowoczesne stanowiska badawcze i hamownie wyposażone w wirtualne i tradycyjne przyrządy pomiarowe, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, 117 (2018), nr 1, 51-55
• [5] Biskup T., Cieniuch A., Jurkiewicz M., Kołodziej H., Sontowski J., Chmielewski W., Maźnio S., Przekształtnikowe stacje prób silników trakcyjnych, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, 113 (2017), nr 1, 129-134
• [6] Kroics K., Development of Induction Motor Based Test Bench for Supercapacitor Braking Energy Recovery System Testing, IEEE 59st International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) 2018
• [7] Rozhentsova N., Ivanova V., Fetisov L., Yarmuhametov I., Development of a stand construction concept for safe and efficient after-repair tests of induction motors up to 1 kV, 2019 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS)
• [8] Burenin V., Zarembo J., Žiravecka A., Ribickis L., Model of Laboratory Test Bench Setup for Testing Electrical Machines, IEEE 61st International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON) 2020
• [9] Roncero C., Milanes M., Guerrero M., Romero E., Sterowane obciążenie elektroniczne z możliwością recyklingu energii, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011), nr 4, 154-159
• [10] Lerch T., Transient states of wind power plant with doubly fed induction generator, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (2011), nr 6, 118-124
• [11] Lerch T., Energooszczędny układ obciążenia maszyny indukcyjnej na stacji prób, Przegląd Elektrotechniczny, 92 (2016), nr 6, 180-184
• [12] Adib M., Vahedi A., Robust industrial dynamic load emulation dynamometer for evaluating EVs machines based on sliding mode control, Designs, 6.2022
• [13] Lee K., Lee J., Back J., Lee Y., A Robust Emulation of Mechanical Loads Using a Disturbance-Observer, Energies, 12.2019
• [14] Bolkowski S., Elektrotechnika, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 2021
• [15] Drabek T., Dybowski P., Mularz P., Wójciak Ł., Analiza wpływu rozkładu napięć na funkcjonowanie układu elektrycznego stacji prób wysokonapięciowych silników elektrycznych, Przegląd Elektrotechniczny, 98 (2022), nr 8, 174-178

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).