Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of a synchronous machine driven by an internal-combustion engine

Radzik M., Sobczyk T. J.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2015

|

Y. 112, iss. 1-E

363--372

EN

The steady state response of a synchronous machine to the torque with angle dependent pulsating component is of great practical importance for the piston drive. Determining such a response is not easy due to the necessity of solving the system of nonlinear differential equations. This paper describes an algorithm that allows directly determining the steady states of a synchronous machine driven by an internal combustion engine (e.g. diesel engine). To create such an algorithm, the harmonic balance method and the iterative Newton–Raphson procedure are used. This approach allows obtaining steady-state solutions directly in the frequency domain. Exemplary calculations are performed for synchronous generators derived from the four-stroke internal combustion engine.

PL

Reakcja maszyny synchronicznej na moment napędowy zależny od kąta obrotu wirnika ma duże znaczenie praktyczne dla napędów tłokowych. Określenie rozwiązania ustalonego nie jest łatwe ze względu na konieczność rozwiązywania układu nieliniowych równań różniczkowych. W niniejszym artykule opisano algorytm pozwalający na bezpośrednie wyznaczanie stanu ustalonego w maszynie synchronicznej napędzanej przez silnik spalinowy. Algorytm ten opiera się na metodzie bilansu harmonicznych oraz wykorzystuje procedurę iteracyjną Newtona–Raphsona. Pozwala to na uzyskanie rozwiązania ustalonego bezpośrednio w dziedzinie częstotliwości w postaci szeregu Fouriera. Przykładowe obliczenia przeprowadzono dla prądnicy pracującej synchronicznie na sieć sztywną i napędzanej momentem mechanicznym pochodzącym od spalinowego silnika czterosuwowego.

2

Analiza pracy maszyny synchronicznej napędzanej silnikiem tłokowym

Radzik M, Sobczyk T.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 3(103)

217--222

PL

Reakcja maszyny synchronicznej na moment napędowy zależny od kąta obrotu wirnika ma duże znaczenie praktyczne dla napędów tłokowych. Określenie rozwiązania ustalonego nie jest łatwe z uwagi na konieczność rozwiązywania układu nieliniowych równań różniczkowych. W praktyce trudność tą pokonuje się najczęściej poprzez całkowanie numeryczne równań dynamiki maszyny dla zadanych warunków początkowych. W efekcie otrzymuje się, po odpowiednio długim czasie całkowania, poszukiwane rozwiązanie bezpośrednio w dziedzinie czasu. W pracy opisano algorytm pozwalający na bezpośrednie wyznaczanie stanu ustalonego w maszynie synchronicznej napędzanej przez silnik spalinowy (np.: silnik o zapłonie samoczynnym). Do zbudowania opisanej procedury wykorzystano metodę bilansu harmonicznych oraz formułę iteracyjną Newtona-Raphsona. Konsekwencją takiego podejścia jest uzyskanie rozwiązania bezpośrednio w dziedzinie częstotliwości. Przykładowe obliczenia przeprowadzono dla prądnicy synchronicznej pracującej na sieć sztywną i napędzanej momentem mechanicznym pochodzącym od spalinowego silnika czterosuwowego. W rezultacie obliczeń numerycznych określono wpływ momentu bezwładności układu oraz liczby cylindrów silnika napędowego na widmo Fouriera prądu stojana i widmo Fouriera wahań kąta mocy.

EN

Steady-state response of a synchronous machine to the torque with angle depended pulsating component is of great practical importance for the drive piston. Determination of the solution set is not easy due to the necessity of solving the system of nonlinear differential equations. In practice this difficulty is usually overcome by numerical integration of equations for the dynamics of the machine selected initial conditions. The result is, after a sufficiently long integration time, requested solution directly in the time domain. This paper describes an algorithm that allows for the direct determination of steady-state synchronous machine driven by an internal combustion engine (eg diesel engine). To build the described procedure was used harmonic balance method and the iterative formula of Newton-Raphson. The consequence of this approach is to obtain a solution directly in the frequency domain. Sample calculations were performed for synchronous generator operating at the network rigid and driven by the driving torque, derived from the internal combustion fourstroke engine. As a result of numerical calculations are directly determined: the effect of the moment of inertia of the system and the number of cylinders of the drive motor for the Fourier spectrum of the stator current and the Fourier spectrum of the variation the power angle.

3

Dynamic Performance Prediction of an Axial Flux Resolver

Tootoonchian F., Ardebili M., Abbaszadeh K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 2

306-310

EN

The robustness against static eccentricity has caused axial flux resolvers (AFRs) to be proposed in high performance motion control systems. In this paper, the dynamic performance of AFR is predicted using a mathematical model based on d-q axis theory. In particular, the proposed model takes into account the stator currents of brushless AFR and it will be able to model the effect of static eccentricity. Furthermore, it is used to compute the dynamic and steady state equivalent circuits. Finally, the studied AFR is fabricated and tested. Good agreement between simulation results and experimental ones confirms the proposed model.

PL

Analizowano resolver z osiowym strumieniem AFR. Na podstawie modelu matematycznego oceniono właściwości dynamiczne. Szczególną uwagę zwrócono na prąd stojana i efekt ekscentryczności. Przedstawiono układ zastępczy. Zbadano model.

4

Badania numeryczne wpływu składowej przemiennej momentu mechanicznego na widma prądów i prędkości kątowej maszyny synchronicznej

Radzik M.

Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika

|

2010

|

R. 107, z. 1-E

49-65

PL

W artykule przedstawiono równania i zależności umożliwiające utworzenie algorytmu iteracyjnego Newtona-Raphsona dla wyznaczania ustalonych stanów pracy silnika synchronicznego obciążonego momentem mechanicznym zawierającym okresową składową przemienną. Algorytm ten pozwala, przy założeniu okresowości rozwiązań ustalonych, na bezpośrednie określanie współczynników szeregów Fouriera prądów, wahań kąta obrotu oraz prędkości kątowej silnika. W artykule zamieszczono wyniki badań numerycznych ilustrujące skuteczność oraz techniczną użyteczność tego algorytmu w postaci charakterystyk częstotliwościowych najważniejszych komponent prądu stojana i wzbudzenia oraz prędkości kątowej wywołanych monoharmoniczną składową przemienną momentu obciążenia. Szczegółowo przebadano wpływ stopnia obciążenia oraz wzbudzenia silnika, a także momentu bezwładności na te dodatkowe komponenty rozwiązań ustalonych.

EN

This paper presents equations and relations necessary to create an iterative Newton-Raphson algorithm for determining steady-state solutions of synchronous motor loaded by a torque with a periodic alternating component. That algorithm allows to determine - when assuming periodicity of steady solutions - the Fourier coefficients of currents, disturbances of the rotary angle and angular velocity of a motor. In the paper are shown the results of numerical tests illustrating the efficiency and technical usefulness of that algorithm in the form of frequency characteristics for most important components arising in stator current, field current and rotor angular velocity due to mono-harmonic alternating component in load torque. An influence of load level, field current and moment of inertia on those additional components in the steady-state solutions is presented in details.

5

Analysis of steady-state performance of induction machine by means of coupling circuit equations to FEM

Jagieła Mariusz

Archives of Electrical Engineering

|

2003

|

Vol. 52, nr 3

317--327

EN

The paper presents a field-oriented approach to determining the steady-state performance of an induction machine using a quasi-dynamic finite element field model coupled to circuit equations. For the purpose of considering the eddy-currents in moving regions, the field equations are transformed with respect to a slip frequency of the rotor's magnetic flux. Computational data is validated against the analytical results obtained from a sample TEAM benchmark problem. Further part of the work deals with the application of presented method to determining the steady-state performance of a real squirrel-cage induction machine considering voltage-forced slator coils. A consideration of the possibility of accounting for the material characteristics in a quasi-dynamic field-circuit analysis using complex magnetic vector potential is also a subject of this work. Computational results are well-backed by the measurements carried out on the laboratory model.

PL

W pracy przedstawiono podejście obwodowo-polowe do wyznaczenia parametrów trójfazowej maszyny indukcyjne] w stanach ustalonych. Uwzględnienie prądów wirowych w częściach przewodzących zrealizowano przy użyciu metody transformacji poślizgu. Weryfikację prezentowanego podejścia przeprowadzono na przykładzie zadania testowego TEAM Workshop. W drugiej części pracy przedstawiono zastosowanie prezentowanej metody do analizy rzeczywistego trójfazowego silnika indukcyjnego klatkowego, rozszerzając metodę transformacji poślizgu na układy o wymuszeniu napięciowym. Przedstawiono kompletny model ohwodowo-polowy przydatny do szybkiego wyznaczenia charakterystyk trójfazowej maszyny indukcyjnej, uwzględniający obwody elektryczne z przewodami cienkimi i wymuszeniem napięciowym oraz przewody masywne klatki wirnika. Wyniki obliczeń częściowo zweryfikowano na modelu fizycznym maszyny.