Tyrystorowe wzbudnice silników synchronicznych ze sterowaniem cyfrowym

• Autorzy: Zygmunt H. , Wyżga J. , Mikoś Z. , Sieńkowski J. , Wróbel G. , Hayduk G. , Kwasnowski P. , Jachimski M. , Zapała W.

Warianty tytułu

EN

Digitally Controlled Thyristor Excitersfor Synchronous Motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy omówiono szczegółowo pierwszy, wykonany w Polsce, oryginalny układ tyrystorowych wzbudnic silników synchronicznych ze sterowaniem cyfrowym. Przedstawiono strukturę wzbudnic oraz ich parametry i dane techniczne silników synchronicznych. Koncepcja układu została opracowana w KANiUP AGH. Wzbudnice zostały wykonane przez ZDANiA, d. ZDAN AGH Sp. z o.o., na zlecenie Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa SA Oddział w Sanoku. W roku 2001 zostały one zainstalowane i uruchomione w Podziemnym Magazynie Gazu „Husów " w Husowie koło Łańcuta do zasilania i regulacji prądów wzbudzenia dwóch silników synchronicznych o mocach po 4,2 MW, służących do napędzania tłokowych sprężarek gazu ziemnego. Cyfrowy układ sterowania i automatycznej regulacji spełnia następujące funkcje: -steruje kątem wysterowania w 3-fazowym mostku tyrystorowym, -steruje i kontroluje proces rozruchu silnika, -realizuje automatyczną regulację prądu wzbudzenia silnika (na zadaną wartość prądu wzbudzenia lub na zadaną wartość współczynnika mocy silnika), -kontroluje wypadnięcie silnika z synchronizmu, -realizuje komunikację z konsolą operatora oraz z nadrzędnym systemem sterowania i wizualizacji Wyniki prób rozruchowych, przeprowadzonych w okresie maj — czerwiec 2001 r., oraz działania układów automatycznej regulacji zamieszczono w pracy w postaci oscylogramów przebiegów w czasie poszczególnych wielkości w układzie, takich jak: prąd i napięcie stojana, prąd i napięcie uzwojenia wzbudzenia, moc czynna i bierna pobierane przez silnik oraz kąt mocy i współczynnik mocy silnika. Pozwoliły one na stwierdzenie, że wzbudnice typu WZB 250/400 spełniają założone wymagania. Dwuletni, pomyślny okres wstępnej eksploatacji (w okresach zatłaczania: lipiec -październik 2001 i maj - wrzesień 2002) wskazuje na to, że nadają się do normalnej eksploatacji w ruchu ciągłym.

EN

The paper gives a comprehensive presentation of digitally controlled exciters for synchronous motors, the first such system designed and manufactured in Poland. The structure and parameters of the exciters and technical specifications of the synchronous motor are presented in the paper. The concept of the system has been developed in the Institute of Electrical Drive and Industrial Equipment Control, UMM. The exciters were designed for excitation current control of two synchronous motors, of 4.2 MW rated power each, driving reciprocating compressors of natural gas. They were manufactured by the Experimental Department of Scientific Equipment and Automation Ltd., against order of the Polish Oil and Gas Company, Sanok Unit. In 2001 the exciters were installed and commissioned in the Underground Gas Storage „Husów", Husów near Łańcut. The digital control system performs the following functions: -regulation of the control angle in three-phase thyristor bridge, -controls and monitors the motor start process, -automatic control of the motor excitation current (according to the set value of excitation current or the motor power factor set value), -controls the motor pull-out of synchronism, -communication with the operator panel and supervisory system of control and visualization. Results of the commissioning tests and automatic control systems operation, (carried on from May to June 2001), are given in the form of oscillograms of the system quantities, such as: stator current and voltage, excitation winding current and voltage, motor active and reactive power, motor power angle and power factor. The tests and measurements of the thyristor exciters system, type WZB 250/400 had proved that the system complies with the requirements, has successfully passed commissioning tests and initial operation period and is suitable for continuous operation.

Słowa kluczowe

PL

energoelektronika; cyfrowe układy sterowania i automatycznej regulacji; silniki synchroniczne; tyrystorowe wzbudnice; regulacja współczynnika mocy

EN

power electronics; digital control systems; synchronous motors; thyristor exciters; automatic control of motor power factor

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Elektrotechnika i Elektronika
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 21, z. 1
• Strony: 58--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zygmunt H.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Wyżga J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Mikoś Z.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Sieńkowski J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Wróbel G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Hayduk G.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Kwasnowski P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Jachimski M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział EAIiE

autor

Zapała W.

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Zakład Doświadczalny Aparatury Naukowej i Automatyki, d. ZDAŃ AGH Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] Wyżga J.: Zasady cyfrowej regulacji prądu w napędach przekształtni¬kowych. ZN AGH Elektrotechnika, t. 1, ż. 2, 1982
• [2] Zygmunt H., Żur A., Mikoś Z.: First, prototype cycloconverter fed syn¬chronous motor winding machine drive system in Poland. 3-rd European Conference on Power Electronics and Application, Aachen, RFN, 1989
• [3] Zygmunt H., Żur A., Mikoś Z.: Control system of cycloconverter drive. 11-th IFAC World Congress, Tallinn, USSR, 1990
• [4] Orzechowski Т.: Optymalne wykorzystanie silników synchronicznych w Ma¬dach napędowych i kompensacyjnych. ZN AGH Elektrotechnika, z. 19,1991
• [5] Zygmunt H.: Nieliniowości i specyfika przekształtników prądu stałego i bezpośrednich przemienników częstotliwości oraz ich sterowania na tle doświadczeń z wdrażania wyników prac badawczych do praktyki przemysłowej. ZN AGH Elektrotechnika, z. 23, 1993
• [6] Hayduk G.: Zastosowanie mikrokomputerów wbudowanych w systemach sterowania procesami przemysłowymi. PAK, 7/98, 278-281
• [7] Nieznański J., Iwan K, Szczęsny R., Ronkowski M.: Tcadfor Windows High Performance Power Electronic Symulation Software. Gdańsk, Softech 1996
• [8] Zygmunt H.. Wróbel G., Kwasnowski P.. Hayduk G., Jachimski M., Mikoś Z.: Doświadczenia z rozruchu i dwuletniej eksploatacji systemu ste¬rowania wielkim piecem nr 5 w Hucie im. T. Sendzimira SA w Krakowie. Półrocznik AGH Elektrotechnika i Elektronika, z. 3, 1999, 103 -135
• Materiały niepublikowane
• [9] Zbroja S., Ostafin S.: Dokumentacja powykonawcza instalacji tyiystorowych wzbudnic statycznych w PMG „ Husów " — część elektiyczna. ELEKTROPROJEKT w Warszawie Oddział w Krakowie, wrzesień 2001 r. (stron 10, rysunków 18) Kraków
• [10] Zygmunt H., Mikoś Z., Zapała W.: Instrukcja obsługi tyrystorowych wzbudnic typu WZB 250/400 (do zasilania uzwojeń wzbudzenia silników synchronicznych o mocy 4,2 MW napędzających tłokowe sprężarki gazu w Podziemnym Magazynie Gazu w Husowie). ZDANiA Sp. z О.О., Kraków, lipiec 2001 r. (stron 30)
• [11] Zygmunt H., Mikoś Z., Zapała W.: Sprawozdanie z rozruchu tyrystorowych wzbudnic typu WZB 250/400 (do zasilania uzwojeń wzbudzenia silników synchronicznych o mocy 4,2 MW napędzajacych tłokowe sprężarki gazu w Podziemnym Magazynie Gazu w Husowie). ZDANiA Sp. z o.o., Kraków, lipiec 2001 r. (stron 3, oscylogramów 14)
• [12] Zygmunt H.: Tyiystorowe wzbudnice silników synchronicznych ze sterowaniem cyfrowym. Referat wygłoszony na posiedzeniu Komisji Elek¬trotechniki, Informatyki i Automatyki Polskiej Akademii Nauk, Oddział w Krakowie w dniu 26.10.2001 r. (25 slajdów w Power Point)