Jeśli w pojeździe trakcyjnym są zastosowane silniki asynchroniczne zasilane z falowników, to fakt ten nie wpłynie znacząco na jakość ich pracy ze względu na odfiltrowanie napięcia wejściowego falownika w obwodzie pośredniczącym (filtrze wejściowym) falownika. Niemniej występujące w napięciu wyjściowym prostownika wyższe harmoniczne napięcia, zależne nie tylko od liczby pulsów układu przekształcającego transformator-prostownik, ale i od parametrów jakościowych napięcia zasilania transformatora (w sensie np. poziomu THD) powodują odkształcenie prądów pobieranych z sieci przez transformator, dając de facto efekt „wstrzyknięcia” do sieci wyższych harmonicznych prądu, co z kolei powoduje dalsze odkształcenie napięcia sieciowego. W artykule proponuje się pewną procedurę wyrównywania obciążeń prądowych poszczególnych uzwojeń wtórnych transformatora, co w efekcie powinno zapewnić zmniejszenie wartości THD prądu pobieranego z sieci. Procedura ta wymaga dostosowywania napięć strony wtórnej transformatora do bieżących warunków zasilania.
EN
If inverter-fed asynchronous motors are used in drive system of a traction vehicle (e.g. tram), then motor performance will not be significantly influenced by distorted input voltage, since this voltage is filtered in DC link circuit of the inverter. However, voltage higher harmonics which are present in rectifier’s output circuit (which depend on number of pulses of transformation circuit consisting of multi-phase transformer and rectifier as well as quality parameters of transformer’s supply voltage, such as THD coefficient) cause deformation of network currents. This means that power network is “injected” with higher current harmonics and this in turn results in further deformation of network voltage. The authors propose a certain procedure for balancing the loading of rectifier transformer’s secondary windings, this helps to attenuate THD coefficient in network current. This procedure requires that transformer’s secondary voltages are adjusted to existing supply conditions.
In this paper, the problem related to transformation of ac voltage into DC voltage used in tram supply is considered. A variable component is always present in rectified voltage. Pulsation of rectified voltage is influenced by different factors. In a 12-pulse system, where two secondary transformer windings are used (one delta-connected and the other star-connected), an additional factor increasing the pulsation is the unbalance of the output voltages at these windings. Tap changer may be used and its setting is optimized here by applying the ant-colony algorithm. Different supply voltage variants have been considered. It is demonstrated that pulsation may be reduced by even 25%.
Procedury optymalizacyjne są obecnie standardowo wykorzystywane w projektowaniu transformatorów, jak również do pewnych szczegółowych zagadnień związanych z konstrukcją i eksploatacją transformatorów. W artykule podano krótki przegląd najczęściej używanych procedur wraz z możliwościami ich zastosowania. Zaprezentowano również konkretny przykład zastosowania algorytmu z grupy populacyjnych (ACO-Ant Colony Optimization). Rozważano układ przetwarzania energii z transformatorem wielofazowym i prostownikami diodowymi, stosowany często w trakcji elektrycznej tramwajowej w Polsce. W układzie takim, przy zasilaniu transformatora napięciem odkształconym, rośnie pulsacja napięcia wyprostowanego i pojawiają się dodatkowe harmoniczne tego napięcia. Idea poprawy pulsacji bazuje na zastosowaniu podobciążeniowego przełącznika zaczepów na jednym z wtórnych uzwojeń transformatora dla ustawienia pewnego balansu napięć obu uzwojeń wtórnych. Do obliczenia nastawy przełącznika w konkretnych warunkach zasilania użyto algorytmu mrówkowego. Zaprezentowano porównanie spektrum harmonicznych w napięciu wyprostowanym i prądzie zasilania transformatora dla kilku różnych kształtów napięcia zasilania.
EN
Optimization procedures are nowadays a standard approach in overall transformer design, they also may be utilized for some detailed issues related toconstruction and operation of transformers. An overview of most useful procedures together with examples of their use is given in the paper. Example of applicati on of particle swarm optimization algorithm, namely Ant Colony Optimization is presented. We have discussed energy transformation circuit containing multi-phase transformer and diode rectifiers; this circuit is often used in tram traction substation in Poland. In this circuit, when supply voltage is distorted, pulsation of dc (rectified) voltage is increased and additional voltage higher harmonics start to appear. The concept of improving (i.e. lessening) pulsation in dc voltage is based upon used of on-load tap changer applied to one of transformer’s secondary windings in order to adjust voltage unbalance of secondary delta and wye windings. To calculate settings of tap changer under specified supply conditions we used ACO algorithm. Comparison of harmonic spectra in dc voltage and supply current for several different supply voltage waveforms is given
A line start permanent magnet synchronous motor (LSPMSM) supplied with distorted voltage is analysed. The study is based on the field–circuit model. The algorithm for solving the equations of the model is discussed. In the analysis of the selected states of the motor the non–linearity of the magnetic circuit and skewed slots of the rotor are taken into consideration. In order to verify the developed algorithm and software, among others the startup process of the motor has been examined. The electromagnetic torque and phase currents are calculated. The results of computations have been compared to the results obtained using the commercial FEM package Comsol Multiphisics. Selected results of simulation tests are shown.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.