Мathema thical modeling of a synchro nous generator with combined excitation

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorChumack, Vadim
dc.contributor.authorTsyvinskyi, Serhii
dc.contributor.authorKovalenko, Mykhailo
dc.contributor.authorPonomarev, Alexej
dc.contributor.authorTkachuk, Ihor
dc.date.accessioned2024-04-29T10:03:30Z
dc.date.available2024-04-29T10:03:30Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractнтерес представляють генератори класичної кон струкції – із циліндричним статором та ротором. Це обу мовлено тим, що дана конструкція є найбільш розповсюд женою, простою та технологічною. Результатом розробки таких електричних машин є можливість створення об’єд наної серії асинхронних двигунів та магнітоелектричних синхронних машин. В цих машинах заміна КЗ ротора на ротор з постійними магнітами та керованим робочим магнітним потоком перетворює асинхронну машину в магнітоелектричну синхронну. Всі існуючі генератори із постійними магнітами мають головний недолік: практич но відсутня можливість регулювання вихідної напруги та в окремих випадках потужності. Це особливо актуально для автономних енергосистем. Відомі методи регулюван ня вихідної напруги призводять до підвищення вартості, зниження надійності, погіршення вагогабаритних показ ників. Розроблено тривимірну польову математичну модель магнітоелектричного синхронного генератора із постій ними магнітами. Модель реалізована методом скінченних елементів в програмному пакеті COMSOL Multiphysics. Показано розподіл електромагнітного поля в активній зоні генератора при управлінні і без нього. Розраховано вплив струму управління в підмагнічуючій обмотці на зовнішні характеристики генератора при різному коефі цієнті потужності навантаження. За допомогою розро бленої моделі синтезовано закон управління струмом в підмагнічуючій обмотці при зміні навантаження в широ ких межах. Отримані результати показують, що існує можли вість регулювання вихідної напруги генератора з постій ними магнітами з допомогою використання додаткової підмагнічуючої обмотки. Обмотка виконує роль електро магнітного шунта для основного магнітного потоку, який створюють постійні магніти. Аналіз результатів пока зав, що існує можливість в широких межах регулювати вихідну напругу генератора із постійними магнітами в межах – 35 %, +15 %
dc.description.abstractotherThe generators of classical design ‒ with a cylindrical stator and rotor ‒ are of interest. This is predetermined by that a given structure is the most common, simple, and technological. The result of the development of such electric machines is a possibility to build a combined series of induction motors and magnetoelectric synchronous machines. In these machines, replacing a short-circuited rotor by a rotor with permanent magnets and controlled working magnetic flux turns the induction machine into a magnetoelectric synchronous one. All existing generators with permanent magnets have a major drawback: there is almost no possibility to control output voltage and, in some cases, power. This is especially true for autonomous power systems. Known methods of output voltage control lead to higher cost, compromised reliability, deterioration of mass-size indicators. This paper reports the construction of a three-dimensional field mathematical model of a magnetoelectric synchronous generator with permanent magnets. The model has been implemented using a finite element method in the software package COMSOL Multiphysics. We show the distribution of the electromagnetic field in the active volume of the generator under control and without it. The impact of a control current in the magnetized winding on the external characteristics of the generator at a different coefficient of load power has been calculated. Applying the devised model has enabled the synthesis of a current control law in the magnetizing winding at a change in the load over a wide range. The results obtained demonstrate that it is possible to control output voltage of the generator with permanent magnets by using an additional magnetizing winding. The winding acts as an electromagnetic bridge for the main magnetic flux, which is created by permanent magnets. Our analysis of results has shown that it is possible to regulate the output voltage of the generator with constant magnets within –35 %, +15 %.
dc.format.pagerangeС. 30-36
dc.identifier.citationМathema thical modeling of a synchro nous generator with combined excitation / Chumack V., Tsyvinskyi S., Kovalenko M., Ponomarev A., Tkachuk I. // Mathemathical modeling of a synchronous generator with combined excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/5 (103). – Kharkiv : Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2020. – С. 30–36.
dc.identifier.issn1729-3774
dc.identifier.orcid0000-0001-8401-7931
dc.identifier.orcid0000-0002-2800-6709
dc.identifier.orcid0000-0002-5602-2001
dc.identifier.orcid0000-0003-1322-927X
dc.identifier.orcid0000-0002-5717-2458
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/66541
dc.language.isoen
dc.publisherУкраїнський державний університет залізничного транспорту, ПП «Технологічний центр»
dc.publisher.placeХарків
dc.relation.ispartofEastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/5 (103)
dc.subjectрегулювання напруги генератора
dc.subjectпід магнічуюча обмотка
dc.subjectмагнітоелектричне збудження
dc.subjectпостійні магніти
dc.subjectgenerator voltage control
dc.subjectmagnetizing winding
dc.subjectmagnetoelectric excitation
dc.subjectpermanent magnets
dc.subject.udc621.313.821
dc.titleМathema thical modeling of a synchro nous generator with combined excitation
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
9_Mathemathical_modeling_of_a_synchronous_generator_with_combined.pdf
Розмір:
2.05 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті (ЕМ)