Wyznaczanie parametrów elektromagnetycznych maszyny synchronicznej na podstawie przebiegów nieustalonych podczas zwarcia udarowego obliczonych metodą elementów skończonych

• Autorzy: Boboń A.

Warianty tytułu

EN

Determination of synchronous machine electromagnetic parameters from fe simulations of sudden short-circuit transients

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki estymacji parametrów elektromagnetycznych generatora synchronicznego dużej mocy, na podstawie przebiegów nieustalonych prądów w stanie symetrycznego, udarowego zwarcia na zaciskach uzwojenia stojana, obliczonych metodą elementów skończonych. W obliczeniach wykorzystano model polowo-obwodowy maszyny, opracowany za pomocą programu Opera-2D. Model uwzględnia nieliniowe charakterystyki magnesowania rdzeni magnetycznych, oddziaływanie prądów wirowych w przewodzących elementach wirnika, ruch wirnika, a także zasilanie uzwojeń maszyny ze źródeł napięciowych. Obliczone prądy zwarcia wykorzystano, jako przebiegi wzorcowe w procesie estymacji parametrów elektromagnetycznych modelu matematycznego maszyny typu (2,2). Do estymacji parametrów zastosowano metodę minimalizacji błędu średniokwadratowego, za pomocą algorytmu Levenberga-Marquardta.

EN

The paper presents the results of estimation of large synchronous generator electromagnetic parameters based on transient currents in the three-phase sudden short-circuit at machine terminals. The short-circuit current waveforms are calculated by the time-stepping finite element method using a field-circuit model developed in the Opera-2D program. The model takes into account non-linear B-H characteristics of magnetic cores, eddy current action in solid parts of the rotor, the rotor motion, as well as the power supply of machine windings from voltage sources. The short-circuit currents were used as the standard waveforms in the electromagnetic parameter estimation process for the (2,2) type generator mathematical model. The Levenberg-Marquardt algorithm was used for minimisation of a mean square error in the estimation.

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2007
• Tom: z. 3
• Strony: 7--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Boboń A.

• Katedra Maszyn i Urządzeń Elektrycznych Politechniki Śląskiej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 10A, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. Boboń A.: Finite element simulation of a symmetrical sudden short-circuit of a synchronous generator. XV International Symposium on Electric Machinery in Prague, ISEM'2007, 5-6 Sep 2007, Prague, pp. 7-14.
• 2. Boboń A., Kudła J.: Badania symulacyjne stanów dynamicznych generatora synchronicznego przy wykorzystaniu parametrów wyznaczonych metodą elementów skończonych. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej "Elektryka", z. 171, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000, ss. 215-226.
• 3. Boboń A., Kudła J., Żywiec A.: Parametry elektromagnetyczne maszyny synchronicznej. Wykorzystanie metody elementów skończonych. Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998.
• 4. Kamwa I., Viarouge P., Dickinson J.: Direct estimation of the generalized equivalent circuits of Synchronous Machines from short-circuit oscillographs. IEE Proceedings, Vol.137, No.6, Nov 1990, pp. 445-452.
• 5. MATHCAD 13 User's Guide, Mathsoft Engineering & Education, Inc., 2006.
• 6. Nabeta S.I., Foggia A., Coulomb J.-L., Reyne G.: A non-linear time-stepped finite-element simulation of a symmetrical short-circuit in a synchronous machine. IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 31, No. 3, May 1995, pp. 2040-2043.
• 7. OPERA-2D Reference Manual, Vector Fields Limited, Oxford, England, 1999-2000.
• 8. Ramirez C, Tu Xuan M., Simond J.-J., Schafer D., Stephan C.-E.: Synchronous Machine parameters determination using finite elements method. International Conference on Electrical Machines, 28-30 Aug. 2000, Helsinki, ICEM'2000, Vol. II, pp.1130-1133.
• 9. Weeber K.: Determination of dynamic parameters of large hydro-generators by finite-element simulation of three-phase sudden short-circuit tests. IEEE International Conference on Electric Machines and Drives, 18-21 May 1997, pp. 13.1-13.3.