Experimental Validation of Hybrid Excited Permanent Magnet Synchronous Generator

• Autorzy: Bernatt J. , Gawron S. A. , Glinka M.

Warianty tytułu

PL

Weryfikacja doświadczalna prądnicy z magnesami trwałymi ze wzbudzeniem hybrydowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Permanent magnet (PM) excited generators are characterised by simple design and highest efficiency of all electric machines. The greatest drawback of these generators is lack of voltage control. It disqualifies this type of generator for large-scale usage in power engineering industry. The paper presents investigating results of a model of PM synchronous generator rated at 5.5 kW, with double excitation: one made with permanent magnets, the other electromagnetic.

PL

Prądnice wzbudzane magnesami trwałymi mają prostą budowę i najwyższą sprawnością ze wszystkich maszyn elektrycznych. Te zalety zadecydowały o szerokim ich zastosowanie np. w elektrowniach wiatrowych małej mocy. Wadą tych prądnic jest bark regulacji napięcia, co dyskredytuje je do zastosowań na skalę energetyczną, gdyż nie ma możliwości regulacji współczynnika mocy cosφ. W artykule przedstawiono wyniki badań modelu prądnicy synchronicznej z magnesami trwałymi o mocy 5.5 kW z podwójnym wzbudzeniem: magnesami trwałymi i elektromagnetycznym. Wyniki potwierdzają, że prądnica ze wzbudzeniem hybrydowym ma wysoką sprawność i ma pełne właściwości regulacyjne.

Słowa kluczowe

EN

AC generator; permanent magnets generator; hybrid synchronous generator; electromagnetic excitation

PL

prądnica synchroniczna z magnesami trwałymi; generator synchroniczny; prądnice ze wzbudzeniem hybrydowym

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 12a
• Strony: 66--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Bernatt J.

autor

Gawron S. A.

autor

Glinka M.

• Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Maszyn Elektrycznych KOMEL, Al. Roździeńskiego188, 40-203 Katowice,

Bibliografia

• [1] Glinka T.: „Electrical machines excited with permanent magnets”, copyright by Silesian University of Technology, Poland, Gliwice 2002.
• [2] Bernatt J.: „Electrical and magnetic circuits of electrical machines excited with permanent magnets”, copyright by Research And Development Centre of Electric Machines „Komel”, Poland, Katowice 2010.
• [3] Gieras J.F., Wing M.: „Permanent Magnet Motor Technology Design and Applications”, second edition, Marcel Dekker INC, New York 2002.
• [4] Bernatt J., Gawron S.: „New construction of 2-pole permanent magnet synchronous generator”, copyright by Research And Development Centre of Electric Machines „Komel”, Poland, Katowice, ZP-M E No 88/2010.
• [5] Bernatt J., Gawron S., Król E.: „Small windmills - construction and exploitation experience”, copyright by Research And Development Centre of Electric Machines „Komel”, Poland, Katowice, ZP-M E No 72/2005.
• [6] Gawron S.: „Prądnica synchroniczna z magnesami trwałymi z możliwością dowzbudzania”, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review) nr 01/2008.
• [7] Rossa R., Król E.: “Modern electric machines with permanent magnet”. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review) nr 12/2008.
• [8] Rozycki A.: “Development of the machine construction hightemperature superconducting electric. Part II. Synchronous generators, induction motors and DC machines”, Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review) nr No 12/2008.
• [9] Gawron S.: „ Permanent magnet synchronous generator with low output voltage variability”, copyright by Research And Development Centre Of Electric Machines „Komel”, Poland, Katowice, ZP-M E No 84/2009.
• [10] Bernatt J., Gawron S.: “The synchronous generator with permanent magnets and with by excitation Winding”. Proceeding ICEM, Roma 2010.
• [11] Bernatt J., Gawron S., Dukalski P.: “Modeling 3D of generator with hybrid excitation”, International Aegean Conference on Electric Machines and Power Electronics & Electromotion, 08-10 September 2011, Istanbul, Turkey, IEEE Xplore Digital Library.
• [12] Thelin P., Soulard J., Nee H.P., Sadarangani C.: “Comparison between Different Ways to Calculate the Induced No-Load Voltage of PM Synchronous Motors using Finite Element Methods”, PEDS’01, Bali, Indonesia, Oct. 2001.
• [13] Dou, Y.; Guo, Y.; Zhu, J.: "Study of a Hybrid Excitation Synchronous Generator Using Three-Dimensional Magnetic Field Finite Element Analysis", Magnetics Conference, 2006. INTERMAG 2006. IEEE International, Digital Object Ident.: 10.1109/INTMAG.2006.375781, Publication Year: 2006 , Page(s): 198 - 199
• [14] Kapinos J.: „Synchronous generator with hybrid excitation”. XV International Symposium on Electric Machinery in Prague, ISEM'2007, 5-6 Sep 2007, Prague, pp.72-79.
• [15] Thelin P., Soulard J., Nee H.P., Sadarangani C. “Comparison between Different Ways to Calculate the Induced No-Load Voltage of PM Synchronous Motors using Finite Element Methods”, PEDS’01, Bali, Indonesia, Oct. 2001.
• [16] Zhang Hongjie, Li Qingfu: „Theory and Desing of Hybrid Excitation Permanent Magnet Synchronous Generators”. IEEE ICEMS 2001, vol.2, pp898-900, 2001.
• [17] Chao-hui Zhao, Yang-guang Yan: „A Review of Development of Hybrid Excitation Synchronous Machine”. IEEE ISIE 2005, pp. 857-862, 20-23 June 2005.
• [18] Zhuoran Zhang, Yangguang Yan, Shanshui Yang, Zhou Bo, „Principle of Operation and Feature Investigation of a New Topology of Hybrid Excitation Synchronous Machine”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 44, NO. 9, September 2008.
• [19] Fu Xinghe, Zou Jibin: “Numerical Analysis on the Magnetic Field of Hybrid Exciting Synchronous Generator”, IEEE Transactions on Magnetics Volume: 45, Issue: 10, publication year: 2009, pages: 4590 - 4593.
• [20] Xia Yonghong, Wang Shanming, Ma Mingyuan, Hao Liangliang, Qiu Ami, Huang Shaogang: “Basic principles ofhybrid excitation PM synchronous generator utilizing harmonic for excitation”, Electrical Machines and Systems (ICEMS), International Conference on publication year: 2010 , pages: 1010 - 1013.
• [21] Kamiev K., Nerg J., Pyrhonen J., Zaboin V., Hrabovcova V., Rafajdus P.: "Hybrid excitation synchronous generators for island operation", Electric Power Applications, IET Volume: 6 , Issue: 1, Digital Object Identifier: 10.1049/iet-epa.2010.0226, Publication Year: 2012 , Page(s): 1 - 11.
• [22] Fu Xinghe, Zou Jibin: “Design and analysis of a novel Hybrid Excitation Synchronous Generator”, ICIEA 2008. 3rd IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, publication year: 2008 , pages: 2074 - 2077.
• [23] Mingji Liu; Yang Ji; Li Li; Zhongqin Cai: "Research on the modeling and simulation of coordinate structure hybrid excitation synchronous generator with AC excitation", Electrical and Control Engineering (ICECE), 2011 International Conference on Digital Object Identifier: 10.1109/ICECENG.2011.6057276 Publication Year: 2011, Page(s): 3616 - 3619.