Modelowanie nierównomiernego nasycenia nabiegunnika generatora synchronicznego

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

Warianty tytułu

EN

Non-Uniform Saturation Modelling of Synchronous Generator Pole Shoes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję modelu obwodowego generatora synchronicznego (GS) w układzie współrzędnych naturalnych. W równaniach modelu uwzględniono zarówno niesinusoidalny rozkład uzwojeń, jak i nierównomierne nasycenie nabiegunników. Do wyznaczenia indukcyjności własnych i wzajemnych uzwojeń GS zastosowano zmodyfikowaną metodę funkcji opisujących rozłożenie przestrzenne uzwojeń. Nierównomierne nasycenie nabiegunników GS odwzorowano za pomocą funkcji opisującej geometrię (zastępczą grubość) szczeliny roboczej. Opracowany model obwodowy można zastosować do badań symulacyjnych GS zarówno z biegunami wydatnymi, jak i utajonymi. W celu weryfikacji przyjętych założeń do sformułowania modelu wykonano badania laboratoryjne. Model obwodowy GS można zastosować do analizy autonomicznych systemów elektroenergetycznych, w których parametry pojedynczego generatora mają decydujący wpływ na jakość energii elektrycznej.

EN

This paper presents a concept of synchronous generator (SG) circuit model in terms of machine variables. In the model equations are taken into account both the non-sinusoidal distribution of the stator and rotor windings, and non-uniform saturation of the pole shoes. Winding function approach is used to define the self and mutual inductances which enable to take into account the non-sinusoidal distribution of stator and rotor windings. The non-uniform saturation of the SG pole shoes is modeled by a function describing the airgap geometry (equivalent lengths/thickness). The developed model is suitable for simulation of both salient and no-salient pole generators. Experimental tests were carried out to validate the used modeling method. The developed SG model can be used to analyze autonomous power systems, in which a single generator parameters has a significant impact on the power quality.

Słowa kluczowe

PL

generator synchroniczny; modelowanie; efekt nasycenia; symulacja

EN

synchronous generator; modeling; saturation effect; simulation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 3(103)
• Strony: 121--126
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr., wz.

Twórcy

autor

Kutt F.

• Politechnika Gdańska

autor

Michna M.

• Politechnika Gdańska

autor

Kostro G.

• Politechnika Gdańska

autor

Ronkowski M.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1]. Al-Nuaim N.A., Toliyat H.A.: A novel metod for modeling dynamic air-gap eccentricity in synchronous machines based on modified Winding function theory. IEEE Trans. on Energy Con., vol.13, no 2, 1998
• [2]. Bruck F.M., Himmelstoss F.A.: Modelling and simulation of a synchronous machine. 6th Workshop on Computers in Power Electronics, 19-22 July, 1998
• [3]. Eleschova Z., Belan A., Mucha M.: Harmonic distortion produced by synchronous generator In thermal -power plant, Proc. of the 6th WSEAS Inter. Conf. on Power Systems, 2006
• [4]. Gieras J.F.: Advancements in Electric Machines. Springer Verlag 2008
• [5]. Gordon C. Barton T.H.: Reluctance distribution modelling of saturated salient pole synchronous machines. IEEE Transactions on Energy Con., vol.9, no.2, 1994
• [6]. Krause P. C.: Analysis of electric machinery. McGraw-Hill Book Company, 1986
• [7]. Kutt F., Michna M., Ronkowski M. Chrzan P.J.: Polyharmonic model of synchronous generator for analysis of autonomous power generation systems. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, nr 92/2011
• [8]. Michna M., Kutt F., Ronkowski M., Chrzan P.J.: Nonlinear model of a high speed multi-pole non-salient brushless synchronous generator for the analysis of more electric aircraft power systems. More Electric Aircrafts, MEA2012 Conf., 20-21 November Bordeaux, France
• [9]. Michna M., Kutt F., Chrzan P.J., Ronkowski M.: Modeling and analysis of a synchronous generator in more electric aircraft power system using Synopsys/Saber simulator. Proc. Inter. XVI Sym. Micromachines & Servosystems, Gdańsk, 2008
• [10]. Nică C., Enache M.A.: Magnetic field in the airgap of the three-phase synchronous generator connected on rectifiers. Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering series, no. 30, 2006
• [11]. Toliyat H.A., Al-Nuaim N.A.: Simulation and detection of dynamic air-gap eccentricity in salient-pole synchronous machines. IEEE Trans. On Industry Applications, January/February 1999
• [12]. The Designer’s Guide to Analog & Mixed- Signal Modeling - Illustrated withVHDL-AMS and MAST. Version Z-2007.03-SP2, SYNOPSYS, August 2007