Asynchronous operation of salient-pole synchronous machine - discussion on model identification

• Autorzy: Jażdżyński W.

Warianty tytułu

PL

Praca asynchroniczna maszyny synchronicznej z wydatnymi biegunami - dyskusja na temat identyfikacji modelu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An asynchronous operation of a salient-pole synchronous machine is analysed in the paper, in order to employ its results in an identification process. Some properties of this operation mode, as well as most important features of related identification approaches described in selected papers are characterised. A discussion related to a selection of a proper identification method, measurement relevance quantities, and a model structure is performed. Results of a thorough investigation are presented to check whether a signal filtering approach can be used to obtain correct envelope functions of stator current forward and backward components, if experimental data come from a free acceleration test. Employing a concept of nonstationary models, similarly as it has been done earlier for asynchronous machines, is proposed to take into account nonlinear phenomena in the machine. Some important results and conclusions arising from the analysis are presented.

PL

W artykule analizowana jest możliwość wykorzystania stanu pracy asynchronicznej maszyny synchronicznej z wydatnymi biegunami do celów identyfikacji. Omówiono niektóre własności tego stanu pracy, a także cechy charakterystyczne postępowania identyfikacyjnego opisanego w wybranych artykułach zagranicznych i krajowych dotyczących tego tematu. Przeprowadzono analizę oraz dyskusję dotyczącą wyboru metody identyfikacji, pomiarowych wielkości odniesienia oraz struktury modelu. Poddano szczegółowej analizie możliwość wykorzystania metody filtrowania sygnału pomiarowego do uzyskania poprawnych funkcji amplitud składowej zgodnej i przeciwnej prądu stojana, jeżeli wyniki pomiarów pochodzą z testu quasi-stacjonarnego rozruchu. W celu uwzględnienia nieliniowych zjawisk w maszynie zaproponowano wykorzystanie idei modelu niestacjonarnego. Zamieszczono ważniejsze wyniki i wnioski z przeprowadzonej analizy.

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 49, nr 1
• Strony: 135--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Jażdżyński W.

• University of Mining and Metallurgy in Cracow, Department of Electrical Machines

Bibliografia

• 1. Dreyfus L.: (a) — Das Feld im Luftraum beim asynchronen Anlauf synchroner Maschinen. Arch. Elektrotech. Bd. 7, 1919, pp. 57-120, 379-426, (b) — Das asynchrone Anlaufmoment der Synchronmaschine. Arch. Elektrotechn., Bd. 9, 1920, pp. 35-94.
• 2. Canay I.M.: Graphische Behandlung des Asynchronlaufes von Synchronmaschinen mit lamellitten und massiven Polen. ETZ-A, bd. 88, 1967, H. 5, pp. 123-129.
• 3. Widger G.F.T., Adkins B.: Starting performance of synchronous motors with solid salient poles. Proc. IEE, vol. 115, No. 10, 1968, pp. 1471-1484.
• 4. Gosbell V.J., Evans F.J.: Asynchronous tests for D and Q axis suhtransient time constants. Proc. IEE. vol. 117, No. 6, 1970, pp. 1137-1142.
• 5. Park R.H.: Two-Reaction Theory of the Synchmnous Machines — Generalized Method of Analysis. AIEE-Trans., vol. 48, 1929. pp. 716-730 and 1933, vol. 52, pp. 352-354.
• 6. Orłowska- Kowalska T.: Artificial neural networks in electrical drives control — a survey. Archives of Electrical Engineering, vol. XLVII, No. 2, 1998, pp. 127-143.
• 7. Linville : Starting Performance of Salient-Pole Synchronous Motors. AIEE-Trans., vol. 49, 1930, pp. 531.
• 8. Edwards J.D.: New method of measuring 2-axis quantities. Proc. IEE, vol. 115, No. 10, 1968, pp. 1493-1498.
• 9. Jażdżyński W.: Determining the Parameters of a Synchronous Motor Model from Test with the Help of Muilticriterial Optimisation. Proc. of Intern. Conf. on the Evolution and Modern Aspects of Synchronous Machines. SM' 100, Zurich, Switzerland, 1991, pp. 65-71.
• 10. Krause P.C.: Analysis of Electric Machinery. McGraw-Hill, 1986.
• 11. Pawluk K., Bednarek S.: Rozruch i stany asynchroniczne silników synchronicznych (Start up and asynchronous operation of synchronous motors — in Polish). WNT. Warszawa 1968.
• 12. Schulz R. P., Jones W.D., Ewart D.N.: Dynamic Models of Turbine Generators Derived from Solid Rotor Equivalent Circuits. IEEE Trans., vol. PAS-91, 1972, pp. 926-933.
• 13. Jażdżyński W.: A Method of Searching for the Best Model of a Synchronous Machine, Allowing for Unequal Mutual Inductances. Proc. of the Intern. Conf. on Electrical Machines, ICEM'98, vol. I, Istanbul, Turkey, September 1998, pp. 54-58.
• 14. Król J., Głowacz Z.: Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej metodą nastrajalnego modelu (Identification of a synchronous machine parameters by a tuning-model method — in Polish). Rozprawy Elektrotechniczne, vol. XXII, No. 3, 1976, pp. 339-353.
• 15. Skwarczyński J.: Identyfikacja parametrów maszyny synchronicznej dla stanów dynamicznych (Identification of model parameters of a synchronous machine for dynamic states — in Polish). Rozprawa doktorska, Kraków, AGH, 1976.
• 16. Canay I.M.: Causes of Discrepancies on Calculation of Rotor Quantities and Exact Equivalent Diagrams of the Synchronous Machine. IEEE Trans., 1969, vol. PAS-88, pp. 1114-1120.
• 17. Jażdżyński W.: Projektowanie maszyn elektrycznych oraz identyfikacja ich modeli z wykorzystaniem optymalizacji wielokryterialnej (Designing Electrical Machines and Identification of their Models with the Help of Multicriterial Optimisation — in Polish). Wydawnictwa AGH, seria „Rozprawy i Monografie" vol. 28, Kraków 1995.
• 18. Jażdżyński W.: Identification of synchronous machine models. Proc. of XXXI Intern. Symp. on Electrical Machines — Synchronous Machines, SME'95, Ustroń-Zawodzie. Poland, 1995, pp. 92-96.
• 19. Concordia C., Poritsky H.: Synchronous machines with solid cylindrical rotors. AIEE-Trans., vol. 56, 1937, pp. 49-58.
• 20. AgarwaI P.D.: Eddy current losses in solid and laminated iron, AIEE-Trans., vol. 78, Pt. 1, pp. 169-179.
• 21. Jackson W.B., Winchester R.L.: Direct and Quadrature-Axis Equivalent Circuits For Solid-Rotor Turbine Generators, IEEE Trans., vol. PAS-88, No. 7, 1969, pp. 1121-1136.
• 22. Takeda Y., Adkins B.: Determination of synchronous-machine parameters allowing for unequal mutual inductances. Proc. IEE, vol. 121, No. 12, 1974, pp. 1501-1504.
• 23. Umans S.D., Mallick J.A., Wilson G.L.: Modelling of solid rotor turbogenerators. Part I. II, IEEE Trans., vol. PAS-97, 1978, pp. 269-291.
• 24. Manchur G., et ah: Generator models established by frequency response tests on a 555 MVA machine, IEEE Trans., vol. PAS-91, 1972, pp. 2077-2084.
• 25. El-Serafi A.M., Abdallah A.S.: Effect of the Cross-Magnetizing Phenomenon on the Performance of Saturated Synchronous Machines Operating in the Generating and Motoring Modes. Proc. of the Intern. Conf. on the Evolution and Modern Aspects of Synchronous Machines, SM' 100, Zurich, Switzerland, 1991, pp. 38-43.
• 26. Tsai H., Keyhani A.: Estimation of Saturated Parameters of Synchronous Machines, Proc. of the Intern. Conf on the Evolution and Modern Aspects of Synchronous Machines, SM'100, Zurich, Switzerland, 1991, pp. 49-54.
• 27. Jażdżyński W.: A Model for the Simulation od Dynamic States in the System of Slip-Ring Induction Motor and Eddy-Current Starter. Proc. of the AMSE Intern. Conf. on „Applied Modelling and Simulation". AMS'81, Lyon, 7-11 September 1981, pp. 261-262.
• 28. Jażdżyński W.: A Procedure for Determining Variable Parameters of Induction Motor Models. Proc. of IASTED Intern. Conf. on „Applied Informatics", Annecy, France, 1994, pp. 139-142.
• 29. Jażdżyński W.: Nonstationary Models of Induction Motors and their Identification with the Help of Multicriterial Optimisation. Proc. of the Intern. Conf. on Electrical Machines ICEM'96, vol. Ill, Vigo, Spain. 1996, pp. 40-45.
• 30. Czajkowski J., Bień A.: Wpływ parametrów modelu matematycznego maszyny synchronicznej jawnobiegunowej na przebieg prądu stojana i jego składowych (Influence of a mathematical model parametres of a salient-pole synchronous machine on a stator current and its components — in Polish). Proc. XXXII Intern. Symp. on Electrical Machines, Kraków-Przegorzały, 1996, pp. 81-86.
• 31. Bendat J.S., PiersoI A.G.: Random Data Analysis and Measurement Procedures. John Wiley & Sons, 1986.