Самозбудження та регулювання в автономних системах генерації з асинхронними генераторами

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПеченик, Микола Валентинович
dc.contributor.authorПушкар, Микола Васильович
dc.date.accessioned2020-02-21T14:53:41Z
dc.date.available2020-02-21T14:53:41Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenThesis for a candidate degree of technical sciences on specialty 05.09.03 – electrotechnical complexes and systems. – Institute of Electrodynamics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2016. The thesis is devoted to the problems of investigation the self-excitation and electromechanical conversion processes in autonomous electrical power generating systems (APS) based on induction generators with capacitor self-excitation (SEIG). A nonlinear dynamic model of SEIG was derived that enables a unified analysis of both the steady-state and transient characteristics of the machine. Steady-state operating modes are first determined, and self-excitation boundaries are derived. Computations are straightforward and do not require iterations. The dynamic model was also used to compute the eigenvalues of the linearized system around an operating mode. A method of analyzing the processes of SEIG self-excitation differential matrix equations received the further development. It is aimed at improving the quality of voltage and power regulation in APC based on SEIG. It was achieved by improving approaches of SEIG parameters control, which give the opportunity to define the analytical dependences for steady-state characteristic of SEIG and also the equations for the boundaries of spontaneous and triggered self-excitation. First, the model of a SEIG with resistive-inductive load was derived in a com-pact form which is convenient for simulation and for analysis. Then, steady-state operating modes were computed from the roots of a polynomial equation. Formulas are given for the steady-state voltage and for the self-excitation boundaries. The stability of operating modes within the self-excitation boundaries was assessed through computations of the eigenvalues of the linearized system. Experimental data show good agreement with the results of computations using the analytic model. Computations also show that the addition of inductance results in general, but not always, in an enlarged set of operating conditions. Stability of the operating modes is also increased by the addition of inductance in the load. Also the analytical dependences for non-iterative computation of the self-excitation boundaries of a three-phase autonomous induction generator were derived for short and long shunt capacitors configurations. The boundaries for the short and long shunt configurations were compared to the case of pure shunt excitation and be-tween themselves. It was determined that the additional series capacitors make the boundaries wider. The long shunt provides wider boundaries than the short shunt. However, the short shunt ensures self-excitation at lower velocities. It was found that for specific operating conditions with long or short shunt configurations the decrease of the load may lead to the increase of the minimum required velocity for self-excitation and vice versa. It was considered an approach for maximizing the power extracted from self-excited induction generators. The formulas for the steady-state generated power assuming the self-excitation boundaries were derived. Since an analytic search for a maximum of the power as a function of capacitance and load admittance is impossible, a numerical approach including 3-D computational and 2-D experimental results is used to show the existence of a global maximum of the power for a specific velocity in the capacitance - load admittance plane and within the self-excitation boundary. Therefore, the method allows one to take into account all possible operating points for this velocity. The implementation of maximum searching algorithms is discussed. Besides the maximum load of a self-excited autonomous induction generator was derived as a function of velocity and capacitance. The maximum value of the capacitance and the minimum frequency were determined as well. Three-dimensional plots of self-excitation boundaries are presented for a practical example. Obtained in the thesis analytical dependences can be used for the following practical applications: the expressions for self-excitation borders and critical loads can be incorporated into the control process as saturations to prevent voltage collapse that could cause the restart of generators; equations for static congestion to justify automatic search of maximum generating power; formulas for frequency and magnitude of generated voltage control for possible sensorless control systems of SEIG and non-iterative computation of necessary parameters, providing nominal voltage that is needed at the design stage of the electrical power generating systems with SEIG.uk
dc.description.abstractruДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.03 – электротехнические комплексы и системы. – Институт электродинамики НАН Украины, Киев, 2016. Диссертация посвящена вопросам исследования процессов самовозбуждения и электромеханического преобразования энергии в автономных системах генерации (АСГ) электрической энергии на основе асинхронных генераторов (АГ) с конденсаторным самовозбуждением. Получил развитие метод анализа процессов самовозбуждения АГ с использованием дифференциальных матричных уравнений, направленный на повышение качества регулирования напряжения и мощности в АСГ на основе АГ с конденсаторным самовозбуждением, путем усовершенствования подходов к управлению параметрами АСГ, с помощью которого были установлены аналитические зависимости для статических характеристик АГ, а также выражения для границ их спонтанного и триггерного самовозбуждения. Сформулирована стратегия управления для достижения максимума возможной статической перегруженности генератора, которая может быть использована при создании управляемых систем генерации на основе асинхронных генераторов с максимизацией генерируемой мощности. Установленные в диссертационной работе аналитические зависимости могут быть использованы для следующих практических применений: выражения для границ самовозбуждения и критических нагрузок могут быть инкорпорированы в процесс управления как ограничения во избежание коллапса напряжения и перезапуска генераторов; выражения для статической перегруженности – для обоснования автоматических поисковых систем максимума генерируемой мощности; выражения для частоты и напряжения – для возможного бездатчикового управления и безитерационного расчета необходимых пара-метров, обеспечивающих номинальное напряжение, что необходимо на стадии проектирования систем генерации электроэнергии на основе АГ.uk
dc.description.abstractukДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи. – Інститут електродинаміки НАН України, м. Київ, 2016. Дисертація присвячена питанням дослідження процесів самозбудження та електромеханічного перетворення енергії в автономних системах генерації (АСГ) електричної енергії на основі асинхронних генераторів (АГ) з конденсаторним самозбудженням. Отримав розвиток метод аналізу процесів самозбудження АГ з використанням диференціальних матричних рівнянь, спрямований на підвищення якості регулювання напруги та потужності в АСГ на основі АГ з конденсаторним збудженням шляхом удосконалення підходів до керування параметрами АСГ, за допомогою якого були встановлені аналітичні залежності для статичних характеристик АГ, а також вирази для границь їх спонтанного та тригерного самозбудження. Сформульовано стратегію керування для досягнення максимуму можливої статичної перевантаженості при роботі генератора, яка може бути використана при створенні керованих систем генерації на основі асинхронних генераторів з максимізацією генерованої потужності. Встановлені в дисертаційній роботі аналітичні залежності можуть бути використані для наступних практичних застосувань: вирази для границь самозбудження та критичних навантажень можуть бути інкорпоровані в процес керування як обмеження для уникнення колапсу напруги і перезапуску генераторів; вирази для статичної перевантаженості – для обґрунтування автоматичних пошукових систем максимуму генерованої потужності; вирази для частоти та напруги – для можливого бездатчикового керування та безітераційного розрахунку необхідних параметрів, які забезпечують номінальну напругу, що необхідно на стадії проектування систем генерації електричної енергії на основі АГ.uk
dc.format.page22 с.uk
dc.identifier.citationПушкар, М. В. Самозбудження та регулювання в автономних системах генерації з асинхронними генераторами : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи / Пушкар Микола Васильович. – Київ, 2016. – 22 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/31862
dc.language.isoukuk
dc.publisherІнститут електродинаміки Національної академії наук Україниuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectавтономна система генераціїuk
dc.subjectасинхронний генераторuk
dc.subjectконденсаторне самозбудженняuk
dc.subjectсистема керуванняuk
dc.subjectстатична перевантаженістьuk
dc.subjectautonomous power generating systemuk
dc.subjectinduction generatoruk
dc.subjectself-excitationuk
dc.subjectcontrol systemuk
dc.subjectstatic congestionuk
dc.subjectавтономная система генерацииuk
dc.subjectасинхронный генераторuk
dc.subjectконденсаторное самовозбуждениеuk
dc.subjectсистема управленияuk
dc.subjectстатическая перегруженностьuk
dc.subject.udc621.313.3uk
dc.titleСамозбудження та регулювання в автономних системах генерації з асинхронними генераторамиuk
dc.typeThesisuk

Файли

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

Зібрання

Автореферати (АЕМСЕП)