Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  permanent magnet synchronous generator
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Artykuł dotyczy badań eksperymentalnych na stanowisku laboratoryjnym (emulator elektrowni) stanów dynamicznych układu o zmiennej prędkości przetwarzającego energię wiatru z trójfazowym generatorem synchronicznym z magnesami trwałymi (PMSG) sterowanym z falownika napięcia. Zastosowany algorytm sterowania opiera się na estymacji efektywnej prędkości wiatru z dynamicznym obserwatorem momentu aerodynamicznego. Moment aerodynamiczny jest obliczany na podstawie zadanej prędkości wiatru jako wyjście z modelu matematycznego turbiny wiatrowej i wytwarzany przez silnik indukcyjny sprzężony z PMSG. Algorytm układu sterowania i model turbiny wiatrowej są zbudowane w środowisku Matlab/Simulink przy użyciu zestawu narzędzi Simscape Electrical i uruchamiane w czasie rzeczywistym na komputerze PC sprzężonym z emulatorem elektrowni poprzez kartę pomiarową. Przedstawiono wyniki eksperymentalne zarejestrowane dla znormalizowanych podmuchów wiatru oraz dla warunków pracy powyżej nominalnej prędkości wiatru z ograniczeniem mocy wyjściowej.
EN
The paper deals with experimental investigations of the dynamic states of a variable speed wind energy conversion system (WECS) with a 3-phase permanent magnet synchronous generator (PMSG) controlled from a voltage source inverter (VSI) on a laboratory stand. The employed control algorithm is based on the effective wind speed estimation with a dynamic disturbance observer of the aerodynamic torque. The instantaneous aerodynamic torque is emulated by an induction motor coupled with the PMSG. Its command torque is calculated as the output from a wind turbine mathematical model. The control system algorithm and the wind turbine model are built in the Matlab/Simulink environment using the Simscape Electrical toolbox and run on a PC in the real time. Experimental results recorded for standardized wind gusts and for operating conditions above the nominal wind speed with output power limitation are presented.
EN
A model of Small Wind Turbines (SWT) based on the general functional equations under Matlab/Simulink and validate by the modeling of a real generator for residential usage is presented. The considered SWT is based on a variable rotational speed system coupled to a PMSG The method presents a huge original interest thanks to its simplicity by considering at first the response to the wind velocity in agreement to the SWT datasheet, without the necessity of a MPPT technique. Simulations are carried out with discussions showing the effectiveness of the approach.
PL
Zaprezentowano model małej turbiny wiatrowej bazujący na równaniach funkcji. Model obliczono w Matlab/Simulink i zweryfikowano w postaci wykonanej turbiny do celów domowych.. Dzięki swej prostocie model potrafi odwzorowa różne warunki pracy, przede wszystkim zmienną prędkość wiatru.
PL
W artykule przedstawiono układ do zdalnego monitorowania parametrów pracy elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu. Do budowy systemu wykorzystano mikrokomputer klasy Raspberry PI 3 z zainstalowanym systemem operacyjnym Raspbian oraz kartę pomiarową MicroDAQ E2000. Opracowany system umożliwia monitorowanie mocy na wyjściu generatora, momentu na wale turbiny, prędkości obrotowej turbiny oraz prędkości wiatru. Wartości monitorowanych parametrów zapisywane są w pamięci karty pomiarowej. Dzięki zastosowaniu mikrokomputera możliwe było podłączenie komputera zewnętrznego do systemu i przesyłanie zapisanych danych oraz monitorowanie ich wartości online.
EN
The article presents a system for remote monitoring of working parameters of a wind turbine with vertical axis. The system was built using a Raspberry PI 3 microcomputer with the Raspbian operating system and a MicroDAQ E2000 measuring card. The developed system enables monitoring the power output of the generator, torque on the turbine shaft, turbine speed and wind speed. The values of the monitored parameters are saved in the memory of the measuring card. Due to the use of a microcomputer, it is possible to connect an external computer to the system and send saved data and monitor their value online.
EN
In this paper, an independent wind energy conversion system was studied with the control strategies used to provide power specifically to the areas far from the grid. In this research, three strategies are designed and used in order to stabilize the output. This system contains a directed rectifier which is responsible for maximum power point tracking. Additionally, a common DC bus and a fully controlled inverter were designed. An LC filter was also used in the system in order to eliminate switching harmonics to a considerable extent and provide a reliable noiseless source for load supply. Since the power demand and the produced power of the turbine are variable and indistinguishable in each moment, a depletion load is also placed in the system. In this study, it was observed that the designed strategies prove the output stability in different sections and under different conditions with resonators and non-linear PI and PID controllers. The designed strategies were also supported by the simulation results.
EN
This article presents a performance analysis on Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) driven standalone Wind Energy Conversion System (WECS) using Two-Stage Matrix Converter (TSMC). PMSG is identified for higher efficiency due to elimination of brushes, gear transmission loss and excitation losses which makes it a viable source for wind energy conversion. Typical AC – AC conversion topologies utilized for WECS use DC link capacitor which leads to bulk circuit topology. Two-Stage Matrix Converter (TSMC) which involves direct AC – AC conversion, employs Voltage Source Rectification (VSR) and Current Source Inversion (CSI) process with virtual DC link thereby eliminating bulk DC link capacitor. In this manuscript, the design and analysis of standalone PMSG driven WECS using TSMC is carried out in MATLAB/SIMULINK environment and the results obtained exhibit robust control with low Total Harmonic Distortion (THD) and power factor higher than 0.95 for the proposed system.
PL
W artykule analizowano właściwości generatora synchronicznego z magnesowami trwałymi PMSG stosowanego w elektrowni wiatrowej i współpracującego z z dwustopniowym przekształtnikiem macierzowym TSMC.rzekształtnik AC-AC wykrzystuje układ prostowniczy VSR I źródło prądowe CSI I wirtualne połączenie DC eliminujace konieczność stosowania kondensatora.
EN
Wind energy has achieved prominence in renewable energy production. There- fore, it is necessary to develop a diagnosis system and fault-tolerant control to protect the system and to prevent unscheduled shutdowns. The presented study aims to provide an experimental analysis of a speed sensor fault by hybrid active fault-tolerant control (AFTC) for a wind energy conversion system (WECS) based on a permanent magnet synchronous generator (PMSG). The hybrid AFTC switches between a traditional controller based on proportional integral (PI) controllers under normal conditions and a robust backstepping controller system without a speed sensor to avoid any deterioration caused by the sensor fault. A sliding mode observer is used to estimate the PMSG rotor position. The proposed controller architecture can be designed for performance and robustness separately. Finally, the proposed methodwas successfully tested in an experimental set up using a dSPACE 1104 platform. In this experimental system, the wind turbine with a generator connection via a mechanical gear is emulated by a PMSM engine with controled speed through a voltage inverter. The obtained experimental results show clearly that the proposed method is able to guarantee service production continuity for the WECS in adequate transition.
PL
Dzisiejsze aplikacje, w których stosowane są silniki elektryczne, są coraz bardziej wymagające. Od stosowanych silników wymagana jest płynna regulacja, wysoki współczynnik mocy, wysoki moment obrotowy (już od najniższych prędkości obrotowych), przy jednoczesnym zachowaniu niewielkich gabarytów oraz masy maszyny. Takim wymaganiom mogą sprostać maszyny z magnesami trwałymi. Oprócz tego maszyny z magnesami trwałymi są generalnie prostej budowy i mają najwyższą sprawność energetyczną wśród maszyn wirujących. W artykule zaprezentowano i skrótowo omówiono najciekawsze projekty maszyn z magnesami trwałymi i ich prak­tyczne zastosowania. Przedstawione projekty realizowano w ostatnich latach w Instytucie Napędów i Maszyn Elektrycz­nych KOMEL.
EN
Nowadays, demands on drives utilizing electric motors increase continuously. Smooth control, high power factor, high rotational torque (also at lowest rotational speeds) together with small dimensions and weight are required. These requirements are fulfilled by permanent magnet motors. Moreover, PM machines are generally of simple design and are characterized by highest efficiency of all rotating electrical machines. The most interesting designs of PM motors and their practical applications are presented and shortly described in the paper. These projects were carried out in Institute of Electrical Drives and Machines KOMEL during the last few years.
EN
The paper presents a review of control methods of the wind energy conversion systems with permanent magnet synchronous generator. The modern vector control methods for converter system of variable-speed wind energy conversion have been described. In order to improve the energy efficiency of wind turbine, the maximum power point tracking algorithm has been applied. To verify the effectiveness of the considered configuration and its control strategy, the selected simulation studies have been performed. The obtained study results showed the high effectiveness of the considered configuration and its control methods.
PL
W artykule przedstawiono przegląd metod sterowania elektrowni wiatrowej z generatorem synchronicznym o magnesach trwałych. Opisano nowoczesne metody sterowania wektorowego dla przekształtnikowych układów elektrowni wiatrowych. W celu zwiększenia skuteczności przetwarzania energii wiatrowej zastosowano algorytm śledzenia mocy maksymalnej. W celu sprawdzenia skuteczności rozpatrywanej topologii i metody sterowania, wybrane badania symulacyjne zostały przedstawione i omówione. Przeprowadzone badania potwierdziły prawidłowość i dużą dokładność sterowania rozpatrywanej topologii i ich metod sterowania.
EN
A review of the literature gives several guidelines for the design of a Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) for Small Wind Turbines (SWT) applications. This paper presents Finite Element Analysis (FEA) of a Surface Mounted PMSG. Several optimization tests are run in order to yield the lowest Total Harmonic Distortion (THD) and cogging torque with the highest induced voltage. The results of the optimization tests are then utilized to design an initial “optimized” circumferential Internal PMSG. This optimized design is then compared to a non-optimized design, as well as the results of the Surface Mounted PMSG.
PL
Maszyny elektryczne z magnesami trwałymi są prostej budowy, mają najwyższą sprawność energetyczną oraz dysponują największą gęstością mocy ze wszystkich znanych i stosowanych rodzajów maszyn elektrycznych. Maszyny tego typu doskonale nadają się do układów napędowych, w których wymagana jest szeroka regulacja prędkości obrotowych oraz w napędach o dużym momencie rozruchowym. Maszyny tego typu stosowane są również w napędach, w których determinującym parametrem jest ich masa. W niniejszym artykule przedstawiono i omówiono najciekawsze projekty maszyn z magnesami trwałymi i ich praktyczne zastosowania, które w kilku ostatnich latach zrealizowano w Instytucie Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL.
EN
Electrical machines with permanent magnets are characterized by simple design, highest power efficiency and highest power density among all known and used types of electrical machines. PM machines are perfectly suited to drives requiring wide range of rotational speed control and drives with high starting torque. They are also used in drives, where weight of the machine is the decisive factor. In the current paper the most interesting designs of electrical machines and their applications have been discussed. All of the described machines have been designed and built in the Institute of Electrical Drives and Machines Komel.
PL
W artykule zaprezentowano koncepcję nowych wysokosprawnych zespołów prądotwórczych przeznaczonych do małych i mini hydroelektrowni. Istotnymi cechami nowego rozwiązania zespołu prądotwórczego są możliwość regulacji prędkości obrotowej turbiny wodnej stosownie do zmian warunków hydrologicznych w miejscu jej pracy oraz wyeliminowanie przekładni mechanicznej między turbiną a generatorem. Przeprowadzono analizę pracy hydrozespołów obecnie stosowanych w małych elektrowniach wodnych. Przedstawiono korzyści zastosowania wysokosprawnych zespołów prądotwórczych z generatorami wzbudzanymi magnesami trwałymi. Zaprezentowano model obliczeniowy do obliczeń elektromagnetycznych oraz wyniki tych obliczeń dla modelowego hydrogeneratora o mocy 20 kW. Pokazano m.in. rozkład linii ekwipotencjalnych pola magnetycznego na przekroju poprzecznym maszyny oraz obwodowy rozkład przestrzenny indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej maszyny. Przedstawiono charakterystyki napięcia międzyfazowego na zaciskach generatora i prądu fazowego w funkcji mocy obciążenia, przy rożnych wartościach współczynnika mocy obciążenia cos ϕ.
EN
This paper deals with the new concept of the highly efficient hydroelectric generating sets dedicated to application in small hydropower stations. The main features of a new hydroelectric generating set solution are a variable speed operation of water turbine according to actual hydrological conditions in the hydropower station and no need for gearbox between turbine and generator. The operating conditions of generating sets which are currently used in small hydroelectric power plants are analyzed. The benefits resulting from the use of modern high efficiency generating sets with permanent magnet generators in small hydropower stations are discussed. The computational model for electromagnetic calculations and the results of these calculations carried out for a model of permanent magnet hydro generator with nominal power of 20 kW are shown. The distribution of equipotential lines of the magnetic field over the cross-section of generator is shown, as well as a spatial distribution of magnetic flux density in the air gap of generator. The characteristic curves of output voltage and phase current vs. output power are shown for a variety of values of load power factor.
PL
W artykule przedstawiono zagadnienie matematycznego modelowania struktur siłowni wiatrowych z generatorami synchronicznymi PMSG (Permanent Magnet Synchronous Generator) współpracujących z siecią elektroenergetyczną, ze szczególnym uwzględnieniem badań symulacyjnych nieustalonych stanów pracy takich źródeł. Wyniki badań mogą być wykorzystane m.in. do oceny wielkości elektrycznych w miejscu przyłączenia elektrowni do sieci, a także do analiz możliwości utrzymania źródła wiatrowego w pracy podczas zakłóceń (np. zwarć) w sieci. Szczególną uwagę poświęcono kwestii modelowania układów przekształtnikowych zapewniających właściwą współpracę źródła z siecią elektroenergetyczną. Do kompozycji modeli wykorzystano procedury dostępne w środowisku programu PSCAD/EMTDC™.
EN
The problem of mathematical modeling of the wind sources implementing Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) cooperating with electrical power network is discussed in the paper. Special attention is paid to the simulation of transient states that may occur in such sources operation. The simulations results may be used e.g. for evaluation of the electrical quantities at the point of common coupling as well as for the analysis of the source drive-through possibility during disturbances (e.g. faults) in the network. Particular consideration has been drawn to the modeling of power electronics interface, which enables proper cooperation of the wind source and the network. For the models composition the procedures of PSCAD/EMTDC™ program has been used.
PL
W artykule zaprezentowano koncepcję agregatu spalinowo-elektrycznego współpracującego z generatorem synchronicznym wzbudzanym magnesami trwałymi. Zaprezentowano model obliczeniowy generatora oraz rozkład przestrzenny indukcji magnetycznej w szczelinie generatora jak również zobrazowano poziomy nasyceń poszczególnych części obwodu magnetycznego na przekroju poprzecznym maszyny. W rezultacie przeprowadzonych obliczeń polowo-obwodowych zaprezentowano obliczeniowy przebieg momentu zaczepowego. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników obliczeniowych z wynikami badań, które zobrazowano w postaci charakterystyk napięcia wyjściowego i sprawności w funkcji mocy obciążenia omawianego generatora. Zaprezentowano pomiarowe charakterystyki sprawności całego agregatu współpracującego z generatorem o klasycznym wzbudzeniu elektromagnetycznym oraz z generatorem wzbudzanym magnesami trwałymi.
EN
In the article, the conception of standby diesel unit with permanent magnet generator is presented. Design issues and possibilities of power unit were discussed. The computational model of permanent magnet synchronous generator is presented and a spatial distribution of magnetic flux density in the air gap of electromagnetic circuit structure calculated with the use of this model is shown. As the results of calculations with the use of finite element method, the characteristic curve of cogging torque versus rotor position change in the range of one slot pitch is presented. The generator's cross section with graphical presentation of magnetic flux density in the particular parts of electromagnetic circuit is shown. The characteristic curves of output voltage and efficiency versus output power as well as the laboratory measured time waveforms of phase current and output voltage are also presented. The efficiency curve of power unit with synchronous generator with classical excitation was compare with efficiency curve of power unit with synchronous generator with permanent magnets. Tests results for different rated power of power unit were shown.
14
Content available remote Magnetic gear generator for wind energy
EN
For high power generation of future offshore wind turbine application, size and cost were the big challenge . To overcome these problems, this paper presents a new topology approach for wind power generation without mechanical gear. Using magnetic gear coupled mechanically and magnetically with permanent magnet synchronous generator, even under low wind conditions often found inland, and without mechanical gear, the high speed can be reached with this topology. Computer simulation results are given to verify the validity of the proposed machine.
PL
Generatory używane w morskich turbinach powinny być tanie i niezbyt duże. W artykule zaproponowano nową konstrukcję takiego generatora bez mechanicznej przekładni. Wykorzystano sprzężenie magnetyczne i uzyskano generator pracujący sprawnie nawet przy słabych wiatrach.
PL
W artykule zaprezentowano koncepcję agregatu spalinowo elektrycznego współpracującego z generatorem synchronicznym wzbudzanym magnesami trwałymi. Zaprezentowano model obliczeniowy generatora oraz rozkład przestrzenny indukcji magnetycznej w szczelinie generatora jak również zobrazowano poziomy nasyceń poszczególnych części obwodu magnetycznego na przekroju poprzecznym maszyny. W rezultacie przeprowadzonych obliczeń polowo-obwodowych zaprezentowano obliczeniowy przebieg momentu zaczepowego i zestawiono go z wynikami badań. Przeprowadzono analizę porównawczą wyników obliczeniowych z wynikami badań, które zobrazowano w postaci charakterystyk napięcia wyjściowego, sprawności i prądu fazowego w funkcji mocy obciążenia omawianego generatora. Zaprezentowano przebiegi czasowe prądu i napięcia fazowego rozpatrywanego generatora.
EN
The conception of diesel - electric power unit with permanent magnet synchronous generator is presented in this article. Design issues and possibilities of power unit were discussed. The computational model of permanent magnet synchronous generator and the spatial distribution of magnetic flux density in the air gap of electromagnetic circuit structure were presented and also the levels of magnetic saturation of the individual parts of magnetic circuit were described on the machine cross-section. As the result of calculations with the use of finite element method, the characteristic curve of cogging torque versus rotor position change in the range of one slot pitch is presented. It was effected the comparison of the analytical results with the research results, which was presented in the form of the characteristic curves of output voltage and efficiency versus output power as well as the laboratory measured time waveforms of phase current and output voltage were presented.
EN
This paper presents a numerical analysis method to accurately predict the steady-state and transient performance of a high-efficiency small but novel interior permanent-magnet synchronous generator using NdBFe magnets. It is designed to operate stably by the damper effect of cage-bars in the rotor. Time-stepping finite-element analysis has been used to successfully predict the steady-state and transient performance of the prototype generator. The agreement between computed and measured results of the prototype generator validates the proposed analysis method.
PL
Artykuł prezentuje analizę numeryczną dla dokładnej predykcji działań w stanie ustalonym, jak i przejściowym małego lecz nowego generatora synchronicznego z wewnętrznym magnesem trwałym NdBFe. Generator jest zaprojektowany do pracy stabilnej poprzez efekt tłumienia prętów klatkowych w wirniku. Analiza elementowo-skończeniowa w czasie posłużyła do skutecznej predykcji prototypu generatora. Zgodność pomiędzy wynikami otrzymanymi z pomiaru i obliczeń potwierdziła użyteczność zaproponowanej metody.
EN
The control of a permanent magnet synchronous generator (PMSG) drive can be achieved through the implementation of different control techniques. This paper presents a comparative study of vector control and direct control techniques applied to PMSG drives for wind turbine applications. Rotor field oriented control (RFOC) and direct torque control (DTC) are considered for the generator-side converter control, and voltage oriented control (VOC) and direct power control (DPC) are examined for the grid-side converter. Simulation and experimental results are presented.
PL
W artykule zaprezentowano stadium porównawcze sterowania bezpośredniego i wektorowego generator synchronicznego z magnesami trwałymi w zastosowaniu do turbin wiatrowych. Zbadano sterowanie wirnikiem RFOC i sterowanie momentum napędowym DTC.
EN
This paper presents a complex solution of Small Wind Turbine for AC/DC converter with Maximum Power Point Tracking Algorithm. The different topologies of converters are presented and compared to chose optimal solution. Chosen Maximum Power Point Tracking methods are introduced, described and simulated. Some important phenomenon which occurred during designing process of the wind rotor and permanent magnet synchronous generator are described either.
PL
Artykuł przedstawia proces projektowania małej elektrowni wiatrowej z przekształtnikiem AC/DC do śledzenia mocy szczytowej MPPT (ang. Maximum Power Point Tracking). W pracy zostały przedstawione i porównane różne topologie przekształtników, jak również opisano i wykonano badania symulacyjne wybranych algorytmów MPPT. Ponadto pokazano problemy pojawiające się podczas procesu projektowania elektrowni wiatrowej ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień dotyczących turbiny wiatrowej, generatora i samego przekształtnika AC/DC.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.