Analiza możliwości zastosowania jednofazowej maszyny indukcyjnej zaprojektowanej jako silnik do autonomicznej pracy generatorowej

• Autorzy: Makowski K. , Leicht A.

Warianty tytułu

EN

The Utilization of a Single-Pahse Induction Machine Designed as an Induction Motor for Autonomous Generating Operation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i pomiarowych charakterystyk jednofazowej maszyny indukcyjnej zaprojektowanej jako silnik, a wykorzystanej do pracy generatorowej jako samowzbudny jednofazowy generator indukcyjny. Charakterystyki wielkości wyjściowych generatora w stanie ustalonym wyznaczono za pomocą opracowanego dwuwymiarowego modelu polowo-obwodowego generatora pracującego w układzie autonomicznym. Przeanalizowano stany pracy generatora dla obciążenia rezystancyjnego przy założonej prędkości obrotowej maszyny napędzającej dla kilku możliwych układów konfiguracji kondensatorów w uzwojeniu wzbudzenia i obciążenia. W przyjętym modelu symulacyjnym uwzględniono strukturę materiałowo-konstrukcyjną uzwojeń i rdzenia stojana i wirnika oraz charakterystykę magnesowania podana przez producenta. Przedstawiono zmiany napięcia na zaciskach generatora i uzwojeniu wzbudzenia oraz prądy w uzwojeniach stojana w zależności od prędkości obrotowej generatora oraz zastosowanych pojemności i układów kondensatorów w uzwojeniach stojana, dla pracy jałowej i przy obciążeniu rezystancyjnym. Przedstawiono również przebiegi napięcia i prądu generatora przy bezpośrednim załączeniu jednofazowego silnika indukcyjnego z pomocniczym uzwojeniem kondensatorowym. Zbadano w laboratorium również zachowanie się samowzbudnego generatora indukcyjnego przy zwarciu oraz przebieg odbudowy napięcia po ustąpieniu zwarcia. Otrzymane na drodze symulacji charakterystyki generatora zostały pozytywnie zweryfikowane na stanowisku laboratoryjnym.

EN

In the paper simulation and measurement results of investigation of a single-phase induction machine designed as the motor in respect of possible utilization as an autonomous self-excited single-phase induction generator are presented. Using developed two-dimensional field-circuit model of the generator, steady-state characteristics were computed for stand-alone operation. The computed characteristics for resistive load at constant rotational speed for some capacitors configurations in excitation and load stator windings were compared with measurements. In the field-circuit model material-structure and magnetizing characteristics of the stator and rotor core of the generator were taken into consideration. Terminal voltage and currents in the stator windings as a function of rotor speed and capacitances of capacitors for no-load and resistive load were presented. Possibility of directly supplying a single-phase capacitor induction motor from the generator as dynamic resistance-inductive load was presented. Sudden short-circuited state and re-building terminal voltage and winding currents waveforms when the short-circuited is disconnected were also investigated. The obtained simulation results by the field-circuit model were positively verified by laboratory tests.

Słowa kluczowe

PL

maszyny indukcyjne; jednofazowe; generator samowzbudny; praca autonomiczna

EN

induction machines; single-phase; self-excited generator; autonomous operations

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 3(103)
• Strony: 133--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr., wz.

Twórcy

autor

Makowski K.

• Politechnika Wrocławska, Wrocław

autor

Leicht A.

• Politechnika Wrocławska, Wrocław

Bibliografia

• [1]. Murthy S.S., Singh B., Sandeep V.: A novel and comprehensive performance analysis of a single – phase two-winding self-excited induction generator. IEEE Transaction on Energy Conversion, vol. 27, no. 1, March 2012, s. 117-127
• [2]. Leicht A., Makowski K.: A single-phase induction motor operating as a self-excited induction generator. Archives of Electrical Engineering, vol. 62(3), 2013, s. 361-373
• [3]. Rajanathan C.B., Edward A.J.G., Hu G.: Finite element study of asingle phase induction generator. Sixth International Conference on Electrical Machines and Drives, 1993, Conf. Publ. no. 376, 252-257
• [4]. Rajanathan C.B.,Watson B.J.: Simulation of a single phase induction motor operating in motoring, generating and breaking modes. IEEE Transaction on Magnetics, vol. 32,no. 3, May 1996, s. 1541-1544
• [5]. Makowski K. Leicht A.: Analysis of operation of a single-phase self-excited induction generator by a field-circuit model. XVI International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering, Ohrid, Macedonia, Sept. 12-14, 2013