SYNTEZA PRZEKSZTAŁTNIKOWEGO UKŁADU STEROWANIA AUTONOMICZNYM GENERATOREM INDUKCYJNYM. CZĘŚĆ I ANALIZA

Transkrypt

1 Pace Nakwe Intytt Mazyn Naęów Paów Elektycznych N 66 Pltechnk Wcławke N 66 ta Mateały N 3 0 Błaże JAKUBOWKI* Kzyztf PIEŃKOWKI* geneat nkcyny kła zekztałtnkwy tewane lw zentwane bó nataw eglatów YNTEZA PRZEKZTAŁTNIKOWEGO UKŁADU TEROWANIA AUTONOMIZNYM GENERATOREM INDUKYJNYM. ZĘŚĆ I ANAIZA W atykle zetawn el ateatyczny zekztałtnkweg kła atnczneg geneata nkcyneg z bcążene w bwze ą zeenneg geneata. Ukła tewana bee tewane altą naęca na zackach geneata az tewane naęce tały w bwze śenczący zekztałtnka A/D. Pzetawn algyt tewana zenny elektagnetyczny az cheat tktalny kła tewana. Pzetawn etę b nataw eglatów ą zekztałtnka A/D alty naęca w bwze ą tałeg az zeenneg. Pzewazn yntezę acy kła tewana. Wynk yntezy zwalaą na acnalny bó nataw eglatów w zekztałtnkwy kłaze tewana atnczny geneate nkcyny zaewnaący żą kłanść tewana nawet zy żych zanach bcążena az ękśc kątwe geneata.. WTĘP Dże zanteewane wykzytane azyn nkcynych klatkwych geneac eneg elektyczne zwązane et główne z nk kzta wyknana az eklatac tych azyn. Waą geneatów nkcynych et enak ża zennść wytwazaneg naęca az częttlwśc zy zenny bcążen geneata. Way te gą ztać wyelnwane zez zatwane zekztałtnkwych kłaów wzbzena az wench algytów et tewana ty kłaa zekztałtnkwy [ 4 7]. W atykle zetawn el ateatyczny zekztałtnkweg kła atnczneg geneata nkcyneg z bcążene w bwze ą zeenneg * Intytt Mazyn Naęów Paów Elektycznych Pltechnka Wcławka l. lchwkeg Wcław blaze.akbwk@w.wc.l kzyztf.enkwk@w.wc.l.

2 78 geneata. W kłaze tewana zatywany et zekztałtnk A/D tktze falwnka naęca. Dknan yntezy kła eglac naęca geneata kła eglac naęca w bwze ą tałeg zekztałtnka az kła eglac ąów tne ą zenneg zekztałtnka. Pan ety b nataw eglatów twanych w kłaze. Na tawe zetawnych w atykle analz kła tewana wyknan baana ylacyne. Wynk wybanych baań ylacynych zetawn w ge częśc atykł [3].. OPI I MODE PRZEKZTAŁTNIKOWEGO UKŁADU TEROWANIA GENERATOREM INDUKYJNYM Pzekztałtnkwy kła tewana atnczny geneate nkcyny zetawn na y.. A A R GI A A A N A N R N γ A B MI y x Blk zegaący * y * x AB AB AB AB αβ AB Etyat γ αβ αβ αβ αβ γ αβ xy γ xy xy xy xy y X * * y PI - R y - U* * x - * x y - PI RU - - x x x PI R y PI R x * x Ry.. cheat zekztałtnkweg kła tewana atnczny geneate nkcyny Fg.. chee f cnvete yte f cntl f atn nctn geneat W kłaze wytęe 3-fazwy geneat nkcyny klatkwy GI zalaący 3- fazwy bnk ezytancyn-nkcyny ( aaetach R ) lb gę teg ty bnków. Rzatywany et hybywy kła wzbzena geneata nkcyneg złżny z 3-fazwe bate knenatów az z zekztałtnka enegelektnczneg A/D zyłączneg geneata zez ławk zęgaące. W bwze śenczący D zekztałtnka wytęe knenat że enśc.

3 79 Algyt tewana geneate nkcyny et aty na śene etze tewana lw-zentwaneg (IFO) z zatwane tanfac welkśc elektagnetycznych tkątneg kła wółzęnych (x y) x wółlnwe wzglęe chwlweg łżena wekta tena zężneg wnka []. W blk etyac na tawe ygnałów awych watśc zaanych aaetów elektagnetycznych geneata wyznaczana et ękść kątwa wwana kąt łżena γ wekta tena zężneg wnka [ 4 5].W kłaze zatwan wa tawwe blk eglac: kła tewana alty naęca fazweg tana geneata az kła tewana naęce w bwze śenczący zekztałtnka A/D. D analzy zyęt kła ównań el ateatyczneg geneata nkcyneg () wyażny w kłaze wółzęnych (x y) wący ynchnczne z wekte zetzenny tena wnka z ękścą kątwą [4 5]: ( ) ( ). 0 M M M e B actg A t R t R () W el wzglęnn nelnwść chaakteytyk agnewana główneg bw agnetyczneg geneata wyażną zez nelnwą zależnść ł wekta tena agnewana ł wekta ą agnewana. Pzetawny nże kła ównań e wen bwó bcążena geneata () bateę knenatów (3) knenat w bwze śenczący zekztałtnka (4) bwy łączące zekztałtnk z geneate nkcyny (5) blan ąów w bwach kła (6) az ównana ące załane zekztałtnka A/D (7): ( ) ( ) ( ) [ ]. (7b) 3 3 (7a) (6) (5) (4) (3) () B A k t R t t t R B A k k B B A A gze: wekt naęca tana geneata zekztałtnka k watśc chwlwe naęć fazwych zekztałtnka naęca w bwze D c wekty ąów tana geneata zekztałtnka A/D bcążena az bate knenatów k watśc fnkc lgcznych ących tany klczy zekztałtnka A/D.

4 80 Pzetawne w alze częśc analzy baana ylacyne ztały wyknane la geneata nkcyneg natęących anych znanwych: U n 0/380 V P n 700 W f n 50 Hz b 3. Wyznaczne na tawe baań watśc aaetów elektagnetycznych geneata wynzą: R 357 Ω R 368 Ω σ 00 H σ 0034 H A. V B 089 /A. 3. YNTEZA UKŁADÓW TEROWANIA 3.. RÓWNANIA PRZYJĘTE DO YNTEZY UKŁADÓW TEROWANIA Jak ównane wyścwe yntezy kłaów tewana zyęt ównane wektwe (5) zekztałcne tac (8) z zatwane kławych welkśc wektwych. Równana (8) wyażaą zwązek ęzy kławy wekta ą zekztałtnka a kławy wekta naęca zekztałtnka tne bwów A zekztałtnka w lw-zentwany kłaze wółzęnych (x y). W ównanach tych wytęą kłank naęć tac wwazaące zężene ęzy welkśca kławy w ach x y tnaące nezależne tewane zczególny kławy ą zekztałtnka. W cel wyelnwana te negnśc w algyte tewana wwazn człny zęgaące ane zez ównana (9). P wwazen tych człnów tzye ę ównana (0) zaewnaące nezależne tewane kławy wekta ą zekztałtnka x y wen zez kławe wekta naęca xz yz. x y R R x y x t t y y x x y (8) x y x y xz yz x y x y y x (9) xz yz R R x y x t y t. (0)

5 8 3.. YNTEZA UKŁADÓW REGUAJI KŁADOWYH PRĄDU PRZEKZTAŁTNIKA A/D P ewnych zekztałcenach azczaących tzyan zetawny na y. a gólny kła eglac kławych x y wekta ą zekztałtnka złżny z eglata PI bekt eglac (gze: K /R T /R ). Kenąc tałą czawą T za cą tałe T R eglata PI [] tzye ę kła zetawny na y. b gze: T z T /(K R K ). () Pzy zyęc tywych aaetów ławka zęgaąceg: 50 H R 0 Ω tzye ę natęące watśc tałych czawych zatywaneg kła eglac: T R T 05. Wółczynnk wzcnena K R wnen być bany zelne la kławych elektagnetycznych w ach x y w zależnśc tkty zewnętzneg kła eglac. * x (* y) * xz (* yz) xz ( yz) x ( y ) b) - x ( y ) K R T R T R Reglat PI K T * x (* y) T z x ( y) Ry.. cheat kła eglac ą zekztałtnka a) ełny b) kenac Fg.. chee f cent cntl f nvete ) clete b) afte cenatn 3.3. YNTEZA UKŁADU REGUAJI AMPITUDY NAPIĘIA GENERATORA U Pzyąc że w lw-zentwany kłaze wółzęnych (x y) wekt naęca tana et łżny aktyczne na y ( x 0) az aąc aek naęca na ezytanc tana z zekztałceń ównań () tzye ę natęące zależnśc: U K x y (a) M R M y T (c) e. R y y x K T x (b) () Na tawe zekztałceń zależnśc () wyznaczn gólną tać tkty kła eglac alty naęca tana geneata az watść ękśc kątwe wwana wekta tena wnka. Na ynk 3 zetawn cheat blkwy kła eglac ł wekta naęca fazweg tana geneata. W kłaze ty kława x wekta ą tana et eglwana śen zez wyzane kławe x wekta ą

6 8 zekztałtnka. Na tawe ównana (6) az wzglęnen żlwśc nęca w zatywany kłaze wółzęnych chne kławe wekta naęca x /t 0 żna zyąć że x x K y x. Oewany ą zaaneg * x kłank K y we wwazene atkweg zężena zwtneg wewnątz kła eglac naęca y y. 3. Aby wyelnwać żlwść wtana cylac naęca y wwanych wytęwane teg zężena należy bać wen żą watść tałe czawe T z a zez t wen ałą watść wzcnena eglata ą K R wzó (). Dla zyętych anych: 34 a/ /( ) 40 μf K 69 V/A T 77 nalna watść wółczynnka wzcnena eglata ą zy któe weź kkwa kła aneg tantancą H c () (y. 3) bęze ała chaakte aeyczny wyn K R 489 V/A. Z analzy kła eglac ą wynka że watśc te ne należy ż zwękzać neważ że t wwać tatę żlwśc tewana kła w wynk zybkeg zławana knenata w bwze śenczący zekztałtnka. a) b) * y - x0 H c * x x T K R * x K R T R - * y y T z T T c T c T c K K R K c K R K c y Ry. 3. cheat kła eglac ą zekztałtnka x az alty naęca U a) zczegółwy b) tantanca wyakwa Fg. 3. chee f cent cntl f nvete x an vltage alte U a) etale b) eltant tanttance za zwena eglata naęca y należy tak bać aby kenwać wękzą tałą czawą wyakwe tantanc H c () []. Wzcnene K R ban tak aby kła eglac ne aał begnów zelnych. Na tawe blczeń tzyan natęące watśc aaetów eglata naęca: K R 009 A/V T R T c 346. Mneza nekenwana tała czawa wyn w ty zyak T c YNTEZA UKŁADU REGUAJI NAPIĘIA TAŁEGO W OBWODZIE D Pzy nęc tat cy w zekztałtnk A/D az aków naęć na ezytanc R ławków zęgaących z blan zeływ cy ęzy bwa ą zenneg a bwe ą tałeg zekztałtnka tzye ę ównane (5). Pzy wzglęnen że la watśc kławych wekta naęca tana gene-

7 83 ata ełnny et wanek y >> x az wzglęnaąc że ynaka bwów eglac kławych wekta ą zekztałtnka x y et ż wękza ynak bw eglac naęca tałeg t ównane (3) żna zekztałcć zczne tac (4): 3 x x y y 3 x x y y (3) 3 yy 3 y y. (4) Równane (4) wykzytan acwana tkty kła eglac naęca tałeg w bwze D zekztałtnka zetawne na y. 4. W kłaze ty cza zwena eglata kławe wekta ą y ban tak a ak la eglata kławe wekta ą x. Na te tawe ban natęne watść wzcnena eglata ą y tak aby cza eglac ą chwl ągnęca tan talneg był ówny t 75. Na tawe blczeń tzyan natęące watśc aaetów eglata ą y : K R 6 V/A T R 50. Pneważ w tktze kła eglac naęca wytęe człn całkący az człn necyny ałe tałe czawe T z t b nataw eglata naęca żna zatwać kyte yet []. W wynk blczeń tzyan natęące watśc aaetów eglata naęca : K R 0069 A/V T R 77. W cel kenac człn fąceg (lcznka tantanc H z ()) za zaanke naęca zatwan flt lnzetwy [] tałe czawe ówne tałe T R eglata naęca y. 5. H z * T R - K R T R T z K T Flt Obwó eglac H F() * y naęca H z() * (T F) (T R) ( 3 8T 3 z 8T z4t z) Ry. 4. cheat kła eglac ą zekztałtnka y az naęca tałeg Fg. 4. chee f nvete cent cntl y an D vltage (K (3/)K K / T ) Ry. 5. Flt kenący człn fący kła tewana naęca tałeg Fg. 5. enatng flte f cntl f D vltage 4. PODUMOWANIE W acy zatzn zekztałtnkwy kła tewana atnczny geneate nkcyny z zekztałtnke A/D tlg falwnka naęca. D

8 84 tewana geneate nkcyny zatwan algyt śeneg tewana lw-zentwaneg z entacą kła wółzęnych wzglęe wekta tena zężneg wnka. W kłaze tewana zatwan nazęny kła eglac alty naęca tana geneata naęca tałeg w bwze śenczący zekztałtnka az ząkwane kłay eglac kławych wekta ą zekztałtnka. Wwazaąc ewne zekztałcena zczena ównań el ateatyczneg kła tzyan wyażena ące tkty zczególnych kłaów eglac. Na tawe analzy tych tkt knan yntezy kłaów eglac. Baana ylacyne kła tewana ą zete ge częśc atykł [3]. ITERATURA [] AHMED T. NIHIDA K. NAKAOKA M. Avance Vltage ntl f Inctn Geneat Ung Rt Fel-Oente ntl Pc. f Inty Alcatn nfeence 005 Vl [] FROHR F. ORTENBURGER F. Wwazene elektnczne technk eglac WNT Wazawa 977. [3] JAKUBOWKI B. PIEŃKOWKI K. ynteza zekztałtnkweg kła tewana atnczny geneate nkcyny. zęść II Baana ylacyne Pace Nakwe Intytt Mazyn Naęów Paów Elektycznych Wcław 0. [4] JAKUBOWKI B. PIEŃKOWKI K. tewane atnczny geneate nkcyny ze wzbzene zekztałtnkwy Zezyty Pblewe Mazyny Elektyczne Kel 00 N [5] JAKUBOWKI B. PIEŃKOWKI K. Analza kłaów lw-zentwaneg tewana atnczny geneate nkcyny Pzeglą Elekttechnczny 0 R. 87 N 5. [6] INGH B. KAA G. K. l tate Vltage an Feqency ntlle f a tan Alne Wn Pwe Geneatng yte IEEE Tanactn n Enegy nven 008 Vl. 3 N [7] YOUEF K.H. WAHBA M.A. YOUEF H.A. EBAKHY O.A. A New Meth f Vltage an Feqency ntl f tan-alne elf-excte Geneat Ung PWM nvete wth Vaable D nk Vltage Pc. f Aecan ntl nfeence Wahngtn YNTHEI OF THE ONVERTER ONTRO YTEM OF AUTONOMOU INDUTION GENERATOR. PART I ANAYI In the ae the algth an cntl eth f cnvete yte f atn nctn geneat ae eente. The atheatcal el f the yte wa gven. The eth f tnng f nvete cent cntlle n the A e cct the geneat vltage cntlle an the vltage cntlle n D lnk vltage f cnvete ae ecbe. The yte enable ynac cntl f vltage at the tat tenal f an nctn geneat wth va tye f la f the geneat. The latn elt f the te ae eente n the ecn at f th atcle.