Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 54 Politechniki Wrocławskiej Nr 54 Studia i Materiały Nr 23 2003 Konrad SCHOEPP *, Piotr ZIELIŃSKI * maszyny synchroniczne, wolnoobrotowe, magnesy trwałe, elektrownie wiatrowe WOLNOOBROTOWY, DWUSTOPNIOWY GENERATOR SYNCHRONICZNY Z MAGNEŚNICĄ SWOBODNĄ Przedstawiona w artykule konstrukcja wolnoobrotowego dwustopniowego generatora synchronicznego z magneśnicą swobodną z magnesów trwałych jest rozwinięciem koncepcji dwustopniowego generatora synchronicznego. Zachowana jest podstawowa właściwość maszyny dwustopniowej polegająca na tym, że częstotliwość napięcia wyjściowego jest dwukrotnie większa niż w maszynach konwencjonalnych, o takiej samej prędkości i liczbie biegunów, co sprawia, że możliwe są konstrukcje wolnoobrotowe takich maszyn o odpowiednio mniejszych średnicach. Maszyny takie mogą znaleźć zastosowanie jako generatory w elektrowniach wiatrowych pracujących bezpośrednio na sieć, bez potrzeby stosowania przekładni mechanicznych. Wyposażenie drugiego stopnia maszyny w magneśnicę, wirującą swobodnie między stojanem a wirnikiem drugiego stopnia sprawia, że generator zyskuje szereg zalet. Magneśnica swobodna spełnia tu zarówno rolę kompensatora mocy biernej jak i układu tłumiącego drgania powodowane zmianami momentu napędowego turbiny wiatrowej. Dużo mniejsza jest zmienności napięcia generatora. W artykule przedstawiono opis modelu generatora i wyniki wstępnych badań laboratoryjnych. 1. WPROWADZENIE Charakterystyczną cechą turbin stosowanych w elektrowniach wiatrowych jest ich mała prędkość obrotowa (20 30 obr/min, która stwarza szereg problemów, nie występujących w energetyce klasycznej. Podstawowym z nich jest zapotrzebowanie na generatory wolnoobrotowe, które będąc napędzane z wału turbiny, bez konieczności stosowania pośredniczących przekładni mechanicznych, będą pracować bezpośrednio na sieć. Takie generatory w wykonaniu tradycyjnym, to konstrukcje o bardzo dużej liczbie biegunów i, z konieczności, o bardzo dużych średnicach rzędu kilku metrów [1]. Ponieważ jedynym, praktycznie, sposobem ograniczającym zbyt duże wymiary promieniowe maszyny jest zastosowanie małej podziałki biegunowej, większość nowych propozycji generatorów wolnoobrotowych to, niezależnie od zastosowanej topologii, maszyny synchroniczne wzbudzane magnesami trwałymi o dużej energii, gdyż taki system wzbudzenia znacznie to ułatwia [2]. Należy zaznaczyć, że konstrukcje o małych podziałkach biegunowych również mają pewne wady. Wiążą się one z koniecznością stosowania bardzo małej liczby żłobków przypadających na * Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, Politechnika Wrocławska, ul. Smoluchowskiego 19, Wrocław 50-372.
jeden biegun i fazę, oraz praktycznie uniemożliwiają wyposażenie maszyny w skuteczne obwody tłumiące, co jest szczególnie ważne przy jej współpracy z siecią. W artykule omówiono konstrukcję i zasadę działania nowego typu generatora, zwanego dwustopniowym generatorem synchronicznym z magneśnicą swobodną. Stanowi on rozwinięcie wcześniejszej koncepcji dwustopniowego generatora synchronicznego[3,4], którego przekrój przedstawia rysunek 1a. Generator ten składa się z dwóch maszyn (stopni pracujących na wspólnym wale. Pierwszy stopień generatora to generator synchroniczny wzbudzany magnesami trwałymi (1, umieszczonymi na stojanie, i z wielofazowym uzwojeniem (2 na wirniku. Drugi stopień maszyny ma, podobnie jak maszyna indukcyjna pierścieniowa, uzwojenia wielofazowe(3;4, o takiej samej liczbie par biegunów, zarówno na wirniku jak i na stojanie. Uzwojenie stojana (4 stanowi główny twornik maszyny. 2 1 4 3 5 a Rys.1 Konstrukcje dwustopniowych generatorów synchronicznych: a zwykła [3], b - z magneśnicą swobodną [4]. Fig.1. Construction of the two-stage synchronous generators: a normal [3], b with the free-wheeling magnets [4]. Liczby faz uzwojeń obydwu wirników są jednakowe. Napięcie indukowane w wirniku stopnia pierwszego zasila uzwojenie wirnika drugiego stopnia. Uzwojenia te są ze sobą połączone w taki sposób, że następstwo odpowiadających sobie faz wzdłuż obwodu wirnika w uzwojeniu pierwszego wirnika jest przeciwne do następstwa faz uzwojenia wirnika drugiego. Jeśli zatem wirnik generatora jest napędzany z prędkością n to w uzwojeniu wirnika pierwszego, sprzęgającym się z ze strumieniem nieruchomej magneśnicy, indukuje się napięcie o częstotliwości: f b = np (1 1 1 Pod jego działaniem, w połączonych ze sobą obydwu uzwojeniach wirników popłyną prądy, wytwarzając wirujące strumienie magnetyczne. Strumień pierwszego wirnika wiruje z prędkością n w kierunku przeciwnym do kierunku wirowania wirnika, co oznacza, że jest on nieruchomy względem magneśnicy. Natomiast strumień wytwarzany przez prądy w uzwojeniu drugiego wirnika wiruje względem wirnika z prędkością n Φ2 f1 =, (2 p 2
Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 54 Politechniki Wrocławskiej Nr 54 Studia i Materiały Nr 23 2003 w kierunku zgodnym z kierunkiem wirowania wirnika, co jest konsekwencją przeciwnej kolejności faz obydwu uzwojeń. Zatem strumień ten wiruje względem stojana z prędkością n n n i indukuje w uzwojeniu twornika napięcie o częstotliwości: 2 = + Φ 2 (3 f = n( p + 2 (4 2 1 p Przy założeniu, że liczby par biegunów obydwu stopni są jednakowe, częstotliwość napięcia wyjściowego generatora dwustopniowego jest dwukrotnie większa niż w tradycyjnej maszynie. Pozwala to na uzyskanie takiej samej częstotliwości napięcia wyjściowego przy dwukrotnie mniejszej liczbie biegunów. Pojawia się zatem możliwość zarówno znacznego zmniejszenia średnicy maszyny jak i zwiększenia podziałki biegunowej, co stanowi zaletę tych maszyn. Do wad maszyn dwustopniowych należy zaliczyć stosunkowo duże straty na rezystancjach uzwojeń. Są one dodatkowo powiększone przepływem prądu biernego, stanowiącego prąd magnesujący drugiego stopnia maszyny. Zmniejsza to sprawność tych maszyn i jest przyczyną ich niskiego współczynnika mocy przy pracy na sieć. Celem poprawienia właściwości generatora drugi stopień maszyny został wyposażony w tzw. magneśnicę swobodną [4]. Ideę budowy takiego generatora przedstawia rysunek 1b. W szczelinie, między wirnikiem a stojanem drugiego stopnia, znajduje się magneśnica swobodna (5. Ma ona postać cylindra i jest ułożyskowana obrotowo na wale. Na obydwu stronach cylindra są zamocowane magnesy trwałe. Liczba biegunów magneśnicy jest równa liczbie biegunów uzwojeń drugiego stopnia generatora p 2. Odpowiednio dobrany przepływ magneśnicy całkowicie kompensuje prąd magnesujący w uzwojeniach wirnika. Poprawia to sprawność i współczynnik mocy maszyny oraz zmniejsza jej zmienność napięcia. Zwiększa się stabilność pracy maszyny na sieć sztywną, przez zwiększenie współczynnika przeciążalności. W dalszej części niniejszego artykułu przedstawiona jest konstrukcja modelu fizycznego maszyny oraz wyniki i analiza jego wstępnych badań. 2. KONSTRUKCJA MODELU GENERATORA Z MAGNEŚNICĄ SWOBODNĄ W celu laboratoryjnej weryfikacji przewidywanych właściwości dwustopniowego generatora z magneśnicą swobodną został zbudowany model laboratoryjny maszyny, o następujących podstawowych parametrach: liczba par biegunów (jednakowa dla wszystkich stopni 10 średnica wewnętrzna/zewnętrzna magneśnicy swobodnej 180mm /210 mm długości pakietów pierwszego/drugiego stopnia 40mm/40 mm magnesy trwałe- NdFeB Hc=890 ka/m o wymiarach 20x20x5 mm uzwojenia wirników (jednakowe Ż=48, q = 4/5 sem wirnika pierwszego/drugiego przy 25Hz 56V / 56V uzwojenie twornika głównego - Ż= 54, q = 9/10 napięcie stanu jałowego (przy 50Hz 120V prąd twornika 3,5A
Podstawowe elementy modelu generatora przedstawiają fotografie na rysunku 2. Ze względu na planowany zakres badań modelu, uzwojenia wirników zostały wykonane jako oddzielne, a ich zaciski są dostępne do celów pomiarowych poprzez dodatkowo w tym celu wykonane pierścienie ślizgowe. Zarówno magneśnica na stojane pierwszego stopnia generatora jak i magneśnica swobodna mają jarzma stalowe lite, z prostopadłościennymi magnesami NdFeB, klejonymi płasko na ich powierzchniach. Rys.2. Główne elementy modelu generatora: a wirnik, b - magneśnica swobodna, c stojan (od strony drugiego stopnia. Fig.2. The main parts of the generator model: a - rotor, b - freewheeling magnets, c -stator (viewed from the second-stage side.
3. WPŁYW STOSUNKU / NA PRACĘ GENERATORA 3.1.ROZRUCH GENERATORA Charakter zastosowania generatora w elektrowniach wiatrowych narzuca częste okresy postojów (przy zbyt małej sile wiatru i ponowne włączanie do pracy. Dla uproszczenia procedury rozruchu i synchronizacji generatora z siecią byłoby pożądane aby, niezależnie od prędkości wirnika, magneśnica swobodna samoczynnie podążała synchronicznie ze strumieniem wirującym wytwarzanym przez prądy płynące w wirniku, bez żadnych dodatkowych czynności. Bliższa analiza procesu samosynchronizacji magneśnicy swobodnej ujawnia istnienie pewnych warunków jakie muszą być spełnione aby to było możliwe. Jeśli założyć, że maszyna wiruje ze stałą prędkością kątową Ω, na biegu jałowym (uzwojenie twornika jest odłączone od sieci i pozostaje otwarte, to jego schemat zastępczy sprowadzi się do dwóch połączonych ze sobą maszyn synchronicznych wzbudzanych magnesami trwałymi: generatora - pierwszy stopień, oraz zasilanego przez ten generator silnika drugi stopień, tak jak to przedstawia rys.3a. W najprostszym przypadku, przy założeniu równości modułów ( = i braku strat mechanicznych, kąt mocy δ jest równy zero a prąd w uzwojeniach wirników nie płynie. Próba zmiany kąta δ, np. przez zwiększenie momentu napędowego, skutkuje pojawieniem się prądu w uzwojeniach wirnika i powstaniem momentu działającego na magneśnicę swobodną. Moment ten można wyrazić zależnością: T s 1 = U i I cosψ. 2 r (5 Ω Z wykresu wektorowego (rys.3b wynika, że moment ten ma wartość dodatnią, zatem jest momentem synchronizującym, gdyż działa w kierunku zmniejszenia kąta δ. Zjawisko to ulegnie jednak zmianie przy bardzo małych prędkościach obrotowych. Sytuacja jest w takim przypadku analogiczna jak przy rozruchu częstotliwościowym silnika synchronicznego. Jak wynika z bliższej analizy, istotnym czynnikiem jest tu mała wartość stosunku reaktancji do rezystancji uzwojeń wirników. W tradycyjnych maszynach synchronicznych o wzbudzeniu elektromagnetycznym, stosunek ten zawiera się w granicach 50-100, podczas gdy przy wzbudzeniu magnesami trwałymi, zwłaszcza w maszynach małej mocy, tak jak to ma miejsce w przypadku omawianego modelu generatora, jest on szczególnie niski i wynosi około 4.
R 1 R 2 (ω L 1 +ω L 2 (R 1 +R 2 δ ω L 1 ω L 2 ψ a Rys.3. Generator dwustopniowy: a - schemat zastępczy, b - wykres wektorowy. Fig.3. Two-stage generator: a equivalent circuit, b vector diagram. Problem powstawanie momentu działającego na magneśnicę swobodną przy bardzo małej prędkości obrotowej wirnika, a zatem i przy bardzo małej częstotliwości indukowanych napięć i prądów w uzwojeniach wirnika, można prześledzić na wykresach wektorowych przedstawionych na rysunku 4. (R 1 +R 2 b (R 1 +R 2 δ δ ψ ψ a Rys.4. Wykresy wektorowe obwodu wirnika generatora dwustopniowego, przy bardzo małej prędkości obrotowej: a - przy =, b - >. Fig.4. Vector diagrams of the two-stage generator rotor s circuit at a very slow speed: a for =, b for >. b
Dla uproszczenia analizy przyjęto, że przy tak małej prędkości obrotowej reaktancje uzwojeń wirnika można pominąć, gdyż ω(l 1 +L 2 <<(R 1 +R 2. Założono również, że w rozpatrywanej chwili magneśnica swobodna wiruje synchronicznie ze strumieniem magnetycznym wirnika. Jeśli dodatkowo założyć równość modułów napięć indukowanych obydwu uzwojeń wirnika ( =, to wykres wektorowy będzie miał postać jak na rysunku 4a. Wykres ten ilustruje sytuację typową dla rozruchu, gdyż wektor wyprzedza wektor. Rozwarty kąt między wektorem prądu, płynącego w uzwojeniach i wektora wskazuje, że moment działający na magneśnicę swobodną ma w takim przypadku wartość ujemną, zatem będzie działał w kierunku dalszego zwiększania się kąta δ co spowoduje utratę synchronizmu. Autosynchronizacja magneśnicy swobodnej nie jest więc w takich warunkach możliwa. Jeśli jednak moduł będzie większy od modułu tak jak to przedstawiono na rys.4b - to kierunek wektora prądu wirnika zmieni się w taki sposób, że iloczyn cosy będzie miał wartość dodatnią, zatem będzie wytwarzany moment synchronizujący, działający w kierunku zmniejszania kąta δ. W miarę zwiększania się prędkości obrotowej wirnika moment synchronizujący rośnie. Czynniki powodujące ten wzrost to zarówno wzrost wartości napięcia i prądu jak również zwiększanie się stosunku ω L /R. Zostało to przedstawione na rysunku 5. Moment (j.w. 2 1,5 1 0,5 0 δ (1 o -30 0 30 60 90-0,5-1 0,1 1,0 X /R = 2 / = 1,2 Ω / Ω n = 0,1; 0,5; 1,0 0,5 Rys.5 Moment obrotowy działający na magneśnicą swobodną w funkcji kąta mocy, przy Ω /Ω n = 0,1; 0,5; 1,0. Fig.5. The torque acting on the freewheeling magnets versus the power angle at Ω /Ω n = 0.1; 0.5; 1.0. W laboratoryjnym modelu maszyny, opisanym w p.2. obydwa uzwojenia wirników są jednakowe ( =. Aby umożliwić auto-synchronizację magneśnicy swobodnej, uzwojenia w czasie rozruchu są łączone ze sobą przez autotransformator, co pozwala
na regulację stosunku /. Jest to wykonalne, gdyż końcówki obydwu uzwojeń zostały wyprowadzone na pierścienie ślizgowe. Minimalna wartość stosunku / zapewniająca niezawodną auto-synchronizację danej maszyny jest zależna od jej parametrów elektromechanicznych, i może być dobrana na podstawie symulacji stanu rozruchowego. Z wstępnych badań wynika, że dla badanego modelu wynosi ona około 1,25. 3.2. PRACA USTALONA GENERATORA Generator dwustopniowy z magneśnicą swobodną można rozpatrywać jako trzy współpracujące ze sobą maszyny (rys.6. (1 generator (2 silnik (3 generator odbiornik R 1 R 2 R a I a ω L 1 ω L 2 ω L α U Z odb U ia magnesnica swobodna Rys.6. Podział funkcjonalny generatora dwustopniowego z magneśnicą swobodną. Fig.6. Function-wise division of the two-stage generator with the freewheeling magnets Generator synchroniczny (pierwszy stopień zasila silnik synchroniczny (wirnik stopnia drugiego i wewnętrzna część magneśnicy swobodnej, który z kolei napędza generator główny (zewnętrzna część magneśnicy swobodnej i twornik na stojanie stopnia drugiego. Ten ostatni człon jest praktycznie, zwłaszcza przy takim typie konstrukcji magneśnicy swobodnej jaki zastosowano w modelu (rys.2b, odseparowany od dwóch pierwszych maszyn zarówno pod względem elektrycznym jak i magnetycznym i oddziałuje na napędzającą go magneśnicę swobodną tylko na drodze mechanicznej przez wytwarzanie, przy obciążeniu na zaciskach wyjściowych, momentu hamującego. Moment ten powoduje opóźnienie osi magnetycznej magneśnicy, a w konsekwencji i opóźnienie wektora i wzrost kąta δ i prądu.
Prąd ten powoduje wytworzenie momentu napędowego między wirnikiem stopnia drugiego a wewnętrzną częścią magneśnicy, który równoważy moment hamujący. Celem zminimalizowania strat w uzwojeniach wirników należy tak dobrać ich parametry, aby prąd płynący w uzwojeniach był najmniejszy. Ze względu na brak możliwości regulacji wzbudzenia warunek taki może być spełniony tylko dla jednej wartości obciążenia i będzie miał miejsce wtedy, gdy kąt ψ, między i, jest równy zero (rys.7a. Przyjmując przykładowo wartości parametrów w jednostkach względnych, R = 0,1 oraz X = 0,2, można obliczyć, że kątowi ψ = 0 przy =1 odpowiada stosunek / =1,26. Warto przypomnieć, że relacja > jest również korzystna z punktu widzenia powstawania momentu synchronizującego przy bardzo małej prędkości, jak to ma miejsce przy rozruchu. Należy jednak zauważyć, że zbyt duża wartość tego stosunku powoduje przepływ stosunkowo dużego prądu w uzwojeniach wirnika, nawet na biegu jałowym (rys.7b. Będzie to pogarszać całkowitą sprawność generatora przy małym obciążeniu. Natomiast mniejsze wartości / powodują, że punkt pracy przy ψ = 0 przesuwa się w kierunku mniejszych obciążeń. (ω L 1 +ω L 2 (R 1 +R 2 (R 1 +R 2 (ω L 1 +ω L 2 δ δ ψ=0 ψ a Rys.7. Wykres wektorowy obwodu wirnika: a - obciążenie przy kącie ψ = 0, b na biegu jałowym. Fig.7. Vector diagram of the rotor circuit: a - loaded at angle ψ = 0, b idle running. Niewielkie odstępstwo od warunku ψ = 0 nie powoduje jednak bardzo dużych zmian prądu i może być akceptowane. Zatem podstawowym kryterium, b
decydującym o doborze wartości / powinno być zapewnienie niezawodnego rozruchu generatora czyli samo-synchronizacji magneśnicy swobodnej. 4. WYNIKI WSTĘPNYCH BADAŃ MODELU GENERATORA Opisany w p.2 model został poddany wstępnym badaniom laboratoryjnym. Ze względów technicznych badania zostały przeprowadzone przy obniżonej prędkości obrotowej 150 obr/min, co odpowiada częstotliwości 25 Hz. Rys. 8 przedstawia kształty krzywych napięć na zaciskach twornika podczas biegu jałowego. Mimo zastosowania magnesów płaskich, kształt przebiegów napięcia, dzięki zastosowanemu skrótowi uzwojenia i zastosowanej ułamkowej liczbie żłobków na biegun i fazę, jest zadawalający. Dodatkowo, przyjęcie ułamkowej liczby żłobków na biegun i fazę (4/5 - w uzwojeniach wirnika i 9/10 - w uzwojeniu twornika, pozwoliło praktycznie a Rys.8. Przebiegi napięcia generatora na biegu jałowym: a - fazowego, b międzyfazowego. Fig. 8. Waves of the no load generator voltage: a phase voltage, b phase-to-phase voltage wyeliminować powstawanie momentów reluktancyjnych zębowych, co jest szczególnie istotne dla rozruchu generatora przy małej sile wiatru. Rysunek 9 przedstawia charakterystykę zewnętrzną generatora. przy obciążeniu odbiornikiem o charakterze czysto czynnym. Ma ona przebieg praktycznie prostoliniowy, co jest kolejnym dowodem na małą wartość stosunku X a /R a. Widoczna duża zmienności napięcia (około 28% jest spowodowana stosunkowo dużą wartością rezystancji uzwojenia twornika, jak również tym, że pomiar charakterystyki zewnętrznej był wykonany przy połowie prędkości znamionowej. Zmienność napięcia przeliczona na częstotliwość 50Hz wynosi około 20%. Należy się spodziewać, że w maszynach większej mocy, o mniejszych wartościach względnej rezystancji uzwojeń, zmienność napięcia będzie jeszcze mniejsza. b
80 Napięcie twornika (V 60 40 20 U 50Hz x2 U 25Hz 0 0 1 2 3 Prąd tw ornika (A 4 Rys.9. Charakterystyki zewnętrzne generatora, przy współczynniku mocy 1,0: U 25Hz z pomiarów przy częstotliwości 25Hz, U 50Hz przeliczone na 50Hz. Fig. 9. Load characteristics of the generator, at power factor 1.0 : U 25Hz measured at frequency 25Hz, U 50Hz referred to 50Hz. 5. WNIOSKI Analiza procesu rozruchu generatora wskazuje, na kluczowe znaczenie proporcji między wartościami napięć indukowanych obydwu uzwojeń wirnika, zarówno na proces samoczynnej synchronizacji magneśnicy swobodnej jak i wybór punktu pracy maszyny. Generalnie, napięcie indukowane w wirniku stopnia pierwszego musi być większa od napięcia indukowanego w wirniku stopnia drugiego ( / >1. Wybór właściwej wartości stosunku zapewniającej zarówno niezawodną samo-synchronizację jak i optymalną pracę przy obciążeniu, będzie zależał od wartości parametrów elektromechanicznych danej maszyny, i musi być poprzedzony dokładną symulacją rozruchu i obciążenia generatora. Przewiduje się, że przeciętna wartość tego stosunku będzie się mieścić w granicach 1,15 do 1,25. Wyniki wstępnych badań laboratoryjnych modelu wskazują, że przyjęte wartości parametrów uzwojeń maszyny pozwoliły na uzyskanie dość dobrych kształtów przebiegów napięć generatora, mimo płaskich magnesów i bardzo małej liczby żłobków na biegun i fazę. Zastosowanie ułamkowej wartości tej liczby pozwoliło praktycznie wyeliminować pasożytnicze momenty reluktancyjne zębowe.
LITERATURA [1] GRAUERS A. Directly driven wind turbine generators. Proc. of ICEM 1996 vol.ii, pp.417 422. [2] ZIELINSKI P., SCHOEPP K., Prądnice synchroniczne o magnesach trwałych z rozszczepionymi biegunami., Prace Naukowe IMiNE Pol. Wr. nr 46, seria Monografie Nr 12, 1999 Wrocław, Wyd. PWr [3] ZIELIŃSKI P., SCHOEPP K Low-speed two-stage synchronous generator for wind power plants. Archive of Electrical Engineering 2002 vol. 51 nr 2 pp. 189-201. [4] SCHOEPP K., ZIELIŃSKI P., Wolnoobrotowy dwustopniowy generator synchronoczny z magneśnicą swobodną. Proc. of XXXVIII International Symposium on Electrical Machines SME 2002 Cedzyna-Kielce, czerwiec 2002, pp323-331. SLOW-SPEED TWO-STAGE SYNCHRONOUS GENERATOR WITH FREEWHEELING MAGNETS The slow-speed two-stage synchronous generator with freewheeling magnets presented in the paper evolves from the concept of two-stage generator. The basic feature of two-stage generators is that their output voltage frequency is doubled. This make possible to build the slow-speed synchronous machines of correspondingly smaller diameters. This kind of machines could be applied as generators in windpower plants, coupled directly to the system, without speed-up gears. Provision of the second stage of the generator with the freewheeling permanent magnets, rotating freely between the stator and rotor of the second stage, introduces some advantages. The freewheeling magnets plays a role of a compensator of reactive power as well as of damping system suppressing vibrations caused by the wind-turbine. The principle of the generator operation and some problems of self synchronizing are discussed. Description of a physical model and results of initial tests are included.