Conception and design of a hybrid exciter for brushless synchronous generator. application for autonomous electrical power systems

• Autorzy: Yong J. , Kostro G. , Kutt F. , Michna M. , Ronkowski M.

Warianty tytułu

PL

Koncepcja i obliczenia hybrydowej wzbudnicy bezszczotkowego generatora synchronicznego. zastosowanie w autonomicznych systemach elektroenergetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper a hybrid excitation system for a brushless synchronous generator working with variable speed in an autonomous energy generation system (e.g. airplane power grid) is presented. A conception of a dual-stator hybrid exciter is proposed. Comparison study of classical and hybrid exciter has been carried out. For the electromagnetic calculation two approaches have been applied: analytical approach (based on the circuit model and sizing equations) and numerical approach (using field simulator FLUX2D). Provisional design calculations have been performed using the analytical approach. Next, to verify the calculation results and to optimise the magnetic and electric circuit of the machine, the field simulator FLUX2D has been used.

PL

W artykule zaprezentowano hybrydowy układ wzbudzenia bezszczotkowego generatora synchronicznego, pracującego ze zmienną prędkością obrotową w autonomicznych systemach generacji energii (np. sieć elektroenergetyczna na pokładzie samolotu). Zaproponowano koncepcję wzbudnicy hybrydowej z podwójnym stojanem. Wykonano analizę porównawczą wzbudnicy klasycznej i hybrydowej. Obliczenia elekromagnetyczne wykonano dwoma sposobami: analitycznie (oparte na modelu obwodowym i zależnościach wymiarowych) i numerycznie (zastosowano symulator polowy FLUX2D). W pierwszym etapie wykonano obliczenia wstępne metodą analityczną, a następnie do weryfikacji wyników obliczeń wstępnych i optymalizacji maszyny zastosowano symulator FLUX2D.

Słowa kluczowe

EN

brushless synchronous generator; hybrid excitation; electrical power system; autonomous system

PL

generator synchroniczny bezszczotkowy; wzbudzenie hybrydowe; system elektroenergetyczny; system autonomiczny

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 1
• Strony: 7--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Yong J.

autor

Kostro G.

autor

Kutt F.

autor

Michna M.

autor

Ronkowski M.

• Faculty of Electrical and Control Engineering, Gdansk University of Technology,

Bibliografia

• 1. Amara Y., Vido L., Gabsi M., Hoang E., Lécrivain M., Chabot F.: Hybrid excitation synchronous machines: Energy efficient solution for vehicle propulsion. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference VPPC '06, p. 1-6.
• 2. Chang J., Wang A.: New VF-Power System Architecture and Evaluation for Future Aircraft. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 42, no. 2, April 2006, p. 527-539.
• 3. Delhasse F. and Biais F.: High power starter generators for airliners. Changes In Aeronautical And Space Systems. Challenges for on-Board Energy, June 26-28, 2006, Avignon, France, p. 1-3.
• 4. Gieras J. F.: Advancements in Electric machines. Springer, 2008.
• 5. Hanczewski P.: Synchronous generator with hybrid excitation. PhD Thesis Warsaw University o f Technology, Warsaw 2008 (in Polish).
• 6. Hendershot (Jr) J. R. and Miller T. J. E.: Design of brushless permanent-magnet motors. Oxford University Press, USA 1994.
• 7. Hoang E., Lécrivain M., Gabsi M.: A new structure of a switching flux synchronous polyphase machine with hybrid excitation. European Conference on Power Electronics and Applications EPE 2007, p. 1-8.
• 8. Korouji G. and Hanitsch R.: Design and construction of a permanent magnet wind energy generator with a new topology, Inter. Conference on Electrical Machines ICEM 2004, p. \-4.
• 9. Langlois O., Foch E., Roboam X, Piquet H.: L'avion plus électrique: vers une nouvelle generation de réseaux de bord. 3EI, January 2006, p. 1-6.
• 10. Michna M.: Design of brushless permanent magnet motor. Field simulation of electromechanical converters. Gdansk University o f Technology, Gdansk 2005/2006 (in Polish).
• 11. Qu R., Lipo T. A.: Sizing Equations and Power density evaluation of dual-rotor, radial-flux, toroidally wound, Permanent-Magnets Machines. Inter. Conference on Electrical Machines ICEM 2004, p. 1-4.
• 12. Viorel I.A., Munteanu R., Fodorean D., Szabo L.: On the possibility to use a hybrid synchronous machine as an integrated starter-generator. IEEE International Conference on Industrial Technology ICIT 2006, p. 1195-1200.
• 13. Wojciechowski R., Mendrela E.A., Demenko A.: Magnetic field and torque In permanent magnet slot-less brushless motor with Tin cylindrical rotor. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 2009, R. 85, no. 12, p. 246-251.
• 14. http://www.cedrat.com (FLUX2D software).
• 15. http://www.eurtd.com/moet/home.html (MOET - More Open Electrical Technologies).
• 16. http://www.goudsmit-magnetics.nl (GOUDSMIT MAGNETICS).