Сравнительная оценка схем соединения обмоток синхронных генераторов в составе источников постоянного тока
DOI:
https://doi.org/10.14529/power200311Ключевые слова:
синхронный генератор, постоянный магнит, пульсации выпрямленного напряжения, полупроводниковый выпрямитель, многофазная замкнутая или разомкнутая обмотка, удельные электрические потери в меди, работоспособность при отказахАннотация
Рассматриваются схемы источников постоянного тока на основе многофазного синхронного генератора с возбуждением от постоянных магнитов и выпрямителя. Проведена оценка различных вариантов построения схем при изменении числа фаз от двух до десяти и способов соединения обмотки генератора: N-лучевая звезда или замкнутое кольцо из N секций. Доказано, что при прочих равных условиях по удельным электрическим потерям обмотки с малым числом фаз, от двух до четырёх, оказываются предпочтительней многофазных обмоток. Показаны преимущества замкнутых многофазных обмоток перед разомкнутыми обмотками как с точки зрения удельных электрических потерь, так и с точки зрения сохранения выходных характеристик при единичных отказах. С помощью математических моделей проведён анализ пульсаций выходного напряжения выпрямителя для различного числа фаз и различных схем соединения обмоток как в штатном режиме, так и при обрыве диодов в выпрямителе. Оценено влияние индуктивности обмотки генератора на величину пульсаций напряжения. Делается вывод о существенном преимуществе замкнутых обмоток перед разомкнутыми с точки зрения пульсаций выпрямленного напряжения.
Библиографические ссылки
Karbouj H., Rather Z.H., Flynn D. Non-synchronous fast frequency reserves in renewable energy integra¬ted power systems. A critical review International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 2019, no. 106, pp. 488–501. DOI: 10.1016/j.ijepes.2018.09.046
Zhu L., Yuan Z., Sheng C., Liu Z., Guo J. Review of frequency support control methods for asynchronous interconnection system based on VSC-HVDC 2019. Electric Power Automation Equipment, 2019, vol. 39 (2), pp. 84–92.
Debry L., Prevost M.S., Panciatici T., Van P., Cutsem T. Decentralized model predictive control of voltage source converters for AC frequency containment apangelis. International Journal of Electrical Power and Ener-gy Systems, 2018, no. 98, pp. 342–349. DOI: 10.1016/j.ijepes.2017.12.015
Voronin S.G., Davlatov A.M., Sultonov O.O. et al. [Automated mini-hydroelectric power station as the ba-sis of the power supply system of mountainous regions of Tajikistan]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. “Power Engineering”, 2019, vol. 19, no. 3, pp. 100–107. DOI: 10.14529/power190311. (in Russ.)
Gandzha S., Aminov D., Kosimov B. Design of Brushless Electric Machine with Axial Magnetic Flux Based on the Use of Nomograms. Proceedings – 2018 International Ural Conference on Green Energy (UralCon 2018), 2018, pp. 282–287. DOI: 10.1109/uralcon.2018.8544320
Gandzha S., Aminov D., Kiessh I., Kosimov B. Application of Digital Twins Technology for Analysis of Brushless Electric Machines with Axial Magnetic Flux. Proceedings – 2018 Global Smart Industry Conference (GloSIC – 2018), 2018, pp. 8570132. DOI: 10.1109/glosic.2018.8570132
Gandzha S., Kosimov B., Aminov D. [Selection of the optimal design of the Pilgerstan drive electric motor for the seamless pipe manufacturing technology]. Bulletin of the South Ural State University. Ser. “Power Engi-neering”, 2019, vol. 19, no. 1, pp. 5–17. DOI: 10.14529/power190101. (in Russ.)
Gandzha S.A., Aminov D.S., Kosimov B.I., Nimatov P.P. Development of an engineering technique for cal-culating magnetic systems with permanent magnets based on the finite element method]. Vestnik PNIPU. Seriya “Elektrotekhnika, informatsionnye tekhnologii, sistemy upravleniya” [PNRPU Bulletin. Series “Electrical Engi-neering, Information Tec