Научная статья на тему 'ПіДВИЩЕННЯ СТіЙКОСТі РОБОТИ СИНХРОННОї МАШИНИ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ЗБУДЖЕННЯ'

ПіДВИЩЕННЯ СТіЙКОСТі РОБОТИ СИНХРОННОї МАШИНИ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ЗБУДЖЕННЯ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
83
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЕМКОСТНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ / ФОРСИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ / ГАШЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ / THE CAPACITOR STORE OF ENERGY / VOLTAGE SPEEDING UP / A MAGNETIC FIELD KILLING

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Хоменко В. І., Нізімов В. Б., Количев С. В.

Исследовано влияние разработанных устройств с емкостными накопителями энергии в контуре возбуждения синхронной машины на качество переходных процессов управления и повышения надежности работы машин при посадках напряжения на статоре или при подключении потребителей значительной мощности. Доказано, что быстродействие процесса форсирования тока возбуждения и гашения магнитного поля с накопителем энергии значительно выше по сравнению с существующими системами возбуждения

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Хоменко В. І., Нізімов В. Б., Количев С. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Stability increasing of the synchronous machine by improvment of the excitation system

The influence of capacitive energy storage in the circuit of a synchronous generator excitation on increasing the life activities of independent generating set has been researched. Control criteria of excitation circuit, which should be carried out not only as a function of voltage on the stator but also as a function of the derivative of the electromagnetic torque angle of a synchronous machine have been analyzed.It has been proved that the limited capacity of existing thyristor exciters and devices of automatic excitation regulation can be significantly expanded. The most effective way to implement the given problem is excitation forcing with a capacitive compensation of excitation circuit inertia by discharging of a precharged capacitive energy storage in this circuit while supplying the forced voltage from thyristor converter. Intensive field discharge of synchronous machine is carried out by the insertion of the excitation circuit of the capacitive element. In this case, the control of synchronous machine excitation is achieved by changing the structure of power converter that provides relay control at high load areas. At low load areas the control of automatic regulation excitation devices is implemented.76Abstract and References. Энергосберегающие технологии и оборудованиеWe analyzed the influence of the electric energy storage capacities for the thyristor conducting interval included in the excitation circuit, on the transient processes in the rotor circuit, in particular on the change of current behavior in the excitation winding in the forcing mode and the magnetic field killing.Developed devices with capacitive energy storage allow automatic regulation of the excitation of synchronous machines, providing high quality transient processes, and improvement of synchronous machines reliability at undervoltage on the stator or at supplying the consumers of considerable power.Adequacy of forcing excitation processes in existing and developed circuits has been studied by proposed device that provides the modes of forcing or field discharge based on the synchronous machine mode. It has been proved that the performance of the forcing process of the excitation current and the magnetic field killing with energy storage is much higher in comparison with existing excitation systems.

Текст научной работы на тему «ПіДВИЩЕННЯ СТіЙКОСТі РОБОТИ СИНХРОННОї МАШИНИ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ЗБУДЖЕННЯ»

Дослиджено вплив розроблених пристрог з емтсними накопичувачами енерги в кон-турi збудження синхронног машини на ятсть перехидних процеыв керування i пидвищен-ня надiйностi роботи машин при посадках напруги на статорi або при тдключенш спо-живачiв значног потужностi. Доведено, що швидко^я процесу форсування струму збудження та гастня магттного поля з нако-пичувачем енерги значно вища в порiвняннi з ^нуючими системами збудження

Ключовi слова: емтсний накопичувач енерги, форсування напруги, гастня магтт-ного поля

Исследовано влияние разработанных устройств с емкостными накопителями энергии в контуре возбуждения синхронной машины на качество переходных процессов управления и повышения надежности работы машин при посадках напряжения на статоре или при подключении потребителей значительной мощности. Доказано, что быстродействие процесса форсирования тока возбуждения и гашения магнитного поля с накопителем энергии значительно выше по сравнению с существующими системами возбуждения

Ключевые слова: емкостный накопитель энергии, форсирование напряжения, гашение магнитного поля

-□ □-

УДК 621.313.322

|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36498|

П1ДВИЩЕННЯ СТ1ЙКОСТ1 РОБОТИ СИНХРОННО! МАШИНИ ШЛЯХОМ УДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ЗБУДЖЕННЯ

B. I. Хо м е н ко

Викладач Енергетичне вщд^ення Днтродзержинський металурпйний коледж пр. Аношкша, 86, м. Днтродзержинськ, УкраТна, 51934 E-mail: homenkovipatriot@ukr.net В. Б. Н i з i м о в Доктор техшчних наук, професор, завщувач кафедри* E-mail: elm@dstu.dp.ua

C. В. Количев Кандидат техычних наук, доцент*

E-mail: elm@dstu.dp.ua *Кафедра електротехшки та електромехаыки Днтродзержинський державний техшчний уыверситет вул. Днiпробудiвська, 2, м. Днтродзержинськ, УкраТна, 51918

1. Вступ

Для живлення двигутв вщповщальних механiзмiв необхщно забезпечити стшюсть роботи автономно! генеруючо! установки (АГУ) шляхом керування контуром збудження в режимах форсування напруги та гасшня магттного поля [1, 2]. Не дивлячись на високу швидкодт сучасних тиристорних систем збудження, шерцштсть контуру збудження призводить в рядi ви-падюв до втрати стшкост АГУ Тому, вибiр критерт стшкост е актуальною науковою роботою.

При порушент усталеного режиму роботи виникае надлишковий момент, який намагаеться повернути ротор в початковий стан, що визначаеться похщною вщ моменту синхронно! машини (СМ) по куту наван-таження, тобто поведшка СМ залежить вщ кутово! характеристики машини [3].

2. Аналiз лiтературних даних та постановка проблеми

Аналiз режимiв керування збудженням показуе, що форсоване значення напруги збудження синхронних машин застосовуеться для тдвищення динамiчноi стiйкостi при тдключент споживачiв значно! потуж-носп [4, 5]. З цiеi причини керування форсуванням збудження здшснюеться у функцп напруги на статорi

синхронно! машини, однак при цьому не враховуеться знак електромагттного моменту синхронно! машини. Тому керування збудженням необхвдно здшснювати не пльки по рiвню напруги на статорi, але i з ура-хуванням режиму роботи СМ: при прискорюючому моментi необхщно форсувати збудження i гасити поле збудження при гальмiвному моментi [6, 7].

Розглянемо процеси при змж режиму роботи СМ на пiдставi основного закону руху системи при стало-му моментi iнерцii:

dm ю2 dJ

Jz—+---f= Mc - Моб.,

z dt 2 dt c

(1)

d

де Jx - момент iнерцii системи; — - оператор диферен-

цiювання; Мс - момент, що розвивае СМ; Мо6 - оберто-вий момент приводного мехатзму.

В сталому режимi роботи Мс = Моб = 0.

Оскiльки, позитивний знак першо! похiдноi вiд моменту по куту навантаження е першим критерiем стшкого характеру статичного режиму роботи синхронно! машини, то

dM EqU fl>

-= —— cos 8>0.

Э6 x.

(2)

При порушенш нормального режиму роботи (при-кладанш значного навантаження або пониженш на-пруги) буде змiнюватись кут навантаження 8. У випад-ку генератора прискорення ротора в бж зб^ьшення кута викликае збiльшення гальмiвного (електромаг-нiтного) моменту. При спов^ьненш ротора зменшуеть-ся кут 8, тобто знижуеться гальмiвний момент [7]. При зб^ьшенш навантаження збiльшуеться кут 8, що може

п

перевищити критичний кут 8кр = —, тому необхвдно вводити форсування напруги збудження при умовi

эм эм „

0 . В шшому випадку, якщо 0 - необхщно

гасити магнiтне поле збудження.

Наприклад, при зниженш напруги на статорi ин в результат збiльшення навантаження на автономну генеруючу установку визначимо момент СМ.

У випадку використання явнополюсного синхронного двигуна в якост генератора автономно! генеруючо! установки момент мае вигляд [8]:

E U 1 1 U2 M = —2—sin 0 + (---)—sin28,

С V / о

xd xq xd 2

(3)

де U - напруга статора АГУ; Eq - електрорушшна сила по bící q; 8 - кут навантаження; xd,xq - шдуктив-hí опори вiдповiдно по bící d, q;

Eq = Xafd ■ If,

Де xafd - iндуктивний опiр обмотки збудження (ОЗ); If - струм ОЗ.

Приймаючи параметри СМ, рiвними U=1; Eq = 1; x

8 = 30°; — = 0,6;xd = 1,6;x = 1 визначимо критичний кут

xd 4

навантаження явнополюсно! СМ.

ЭМ ~Э8~

EU

x

-^cos 8кр + U2(—-—)cos28Kp = 0. (4)

Якщо момент синхронно'! машини збiльшиться в два рази:

E U

2Mc = ^^sin8; (6)

2М = — sin8 = 0,5, c 1

звiдки

sin8 = 1;8 = 90°.

Таким чином, керування контуром збудження повинно здiйснюватись не лише в функцп напруги на статорi але i в функцii похщно! електромагштно-го моменту по куту навантаження СМ.

У рядi випадюв через iнерцiйнiсть самого контура збудження СМ сучасш пристро! автоматичного ре-гулювання збудження (АРЗ) виявляються недостат-ньо ефективними. Обмеженi можливостi кнуючих тиристорних збуджувачiв i пристро'в АРЗ можна суттево розширити [9]. Найефектившшим способом реалiзацii вказано! задачi е форсування збудження з емшсною компенсащею iнерцiйностi контура збудження шляхом розряду заздалегщь зарядженого емнiсного накопичувача енергп в цьому контурi з од-ночасною подачею форсовано! напруги вщ тиристор-ного перетворювача. 1нтенсивне гасiння поля синхронно! машини здшснюеться за рахунок вмикання в контур збудження емшсного елементу [10]. При цьому управлшня збудженням СМ досягаеться змшою структури силового перетворювача, який забезпечуе релейне управлшня в област великих навантажень. В обласи малих навантажень реалiзуеться управлш-ня пристроями АРЗ.

Оскiльки електрична емнiсть накопичувача енергп на iнтервалi провiдностi тиристора вмикаеться в контур збудження, то дощльно визначити И вплив на перехщш процеси в роторному кол^ зокрема на характер змiни струму в обмотщ збудження в ре-жимi форсування збудження та гасшня магнiтного поля [10].

Пiдставляючи заданi значення в (4) отримаемо cos 8кр = 0,404;8кр = 66°.

При номшальнш напрузi i номiнальному наванта-женш для неявнополюсно! СМ приймаемо: U=1; Eq = 1;

xd

8 = 30°; = 0,6. xj

EqU Mc = —q—sin 8;

M = — ■ 0,5 = 0,5, при зниженш напруги на статорi до 0,8Uh

n^ 10,8 • 0

0,5 =-sin 8;

1

звщки

sin 8 = 0,625; 8 = 38 °.

(5)

3. Цшь та задачi дослiдження

Проведет дослщження ставили за мету шдви-щити стiйкiсть роботи синхронно! машини в складi автономно! генеруючо! установки.

Для досягнення поставлено! мети виршували на-ступнi задачi:

1. Розробити принципову схему системи збудження з емшсним накопичувачем енергп для синхронно! машини в складi автономно! генеруючо! установки;

2. Дослщити вплив емшсного накопичувача енергп на штенсившсть змши струму обмотки збудження синхронно! машини i на тдвищення динамiчно! стш-костi !! роботи;

3. Провести експериментальш дослiдження ре-

жимiв роботи синхронно! машини автономно! генеруючо! установки з компенсащею шерцшност контуру збудження при живленш споживачiв спiвставно! потужностi.

d

d

4. Матерiали i методи дослiдження впливу емшсних накопичувачiв енергп в контурi збудження СМ на стiйкiсть роботи автономно! генеруючо! установки

4. 1. Методика дослщжень режимiв роботи та визначення виразу струму контуру збудження синхронно! машини для режимiв форсування i гасiння магнiтного поля

В основу методики дослщжень покладено аналiз режимiв роботи синхронно! машини шляхом розгляду складового рiвняння руху i аналiтичних залежностей струму контуру збудження в режимах форсування напруги збудження i гасiння магнiтного поля [11-13].

З щею метою запишемо рiвняння рiвноваги напруг для контуру збудження СМ в наступному виглядi [7, 10]:

Хс .

uf = Rf ■ if + ^ ■ pif + рум + -р ■ if,

(7)

звщки струм обмотки збудження СМ буде мати ви-гляд [4]:

" = Rf (ТлРТ+ тср+1)!РУм >

або

f = ^ (Т02р2 + 2£Т0р + 1)(^ф Р¥м),

ис,

—-рТс-г(иф + и - ршх,).

^ (т02р2 + 2^Т0р +1)1 ф с Р¥^

Вираз струму ОЗ в режимi форсування без викори-стання 6НЕ:

^=^7(т11р+1) К-).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

яе бiльш iнтенсивнiй змiнi струму в даному контур^ оскiльки в чисельнику знаходиться форсуючий член, а знаменник е^валентний знаменнику коливально! ланки при вщповщному виборi величини емность Крiм того, сумарна напруга в контурi збудження за рахунок 6НЕ може в 5-10 разiв перевищувати форсо-вану напругу серiйних тиристорних збуджувачiв.

Порiвняльний аналiз iснуючих способiв i засобiв гасiння поля СМ дозволили створити основу для розробки пристро!в форсування та гасшня поля на базi емнiсних накопичувачiв енергп, що володiють полiпшеними експлуатацiйними показниками при ви-сокiй надiйностi !х функцiонування.

Розглянемо вираз струму контура збудження при рiзних системах збудження в режимi гасiння поля СМ. При включенш в ОЗ розрядного резистора з коефь цiентом кратностi форсування напруги К

1

Rf (Kf + 1)(т,*р +1)

РУм,

(13)

(8)

(9)

де То! = - постшна часу контура збудження.

-

о!

Kf +1

При переведеннi збуджувача в режим iнвертування з К! -кратним форсуванням:

1

де £, = Тс/2Т0 - коефiцiент демпфування контуру збудження СМ;

То = -Х0о£;ТС = -0 =4Т0!Тс;- вiДповiДно постiйнi

часу контуру збудження; хо! - шдуктивний опiр розсiювання контуру збудження; - скла-

дова робочого потокозчеплення в зазорi СМ; хс- емшсний опiр накопичувача на частой мережг, и!ф - напруга збудження для збуджувача в ре-жимi форсування; ир if, Rf, у 1 - вiдповiдно напруга, струм, активний ошр i потокозчеплення ОЗ;

р = — - оператор диференщювання по часу. от

В режимi форсування напруга збудження для збу-джувача, що розглядаеться прийме вид:

^ (-о!Р + 1)

(К ■ и! + ) .

(14)

При вмиканш електрично! емностi в контур збуд-ження:

ТсР

Rf (То! ■ ТсР2+ТсР+1)

РУм .

(15)

(10)

де иф , ис - вiдповiдно форсоване значення напруги тиристорного збуджувача i напруга зарядженого 6НЕ.

Тодi вираз струму ОЗ в режимi форсування мае вид:

(11)

(12)

Порiвняльний аналiз одержаних виразiв (12), (13) показуе, що наявшсть 6НЕ в контурi збудження спри-

Порiвняльний аналiз одержаних виразiв (13)-(15) показуе, що вмикання електрично! емност сприяе бшьш iнтенсивнiй змiнi струму ОЗ, осюльки в чисельнику знаходиться форсуючий член, а знаменник ввд-поввдае знаменнику коливально! ланки. При шверту-ваннi збуджувача або вмиканш розрядного резистора в ОЗ змша струму носить аперюдичний характер, але з рiзними постiйними часу контура збудження.

4. 2. Дослщжуваш процеси та обладнання, що ви-користовувалось в експеримени

Для введення в контур збудження СМ додаткових елементiв в режимах форсування напруги та гасшня поля необхвдно застосовувати або силову контактну апаратуру, або цю операщю проводити за допомогою безконтактних силових елеменив. Для статичних на-пiвпровiдникових систем збудження використання сильнострумово! контактно! апаратури е проблема-тичним, тому для переривання струму прийнято при-мусове виключення тиристорiв збуджувачiв iз засто-суванням емшсних накопичувачiв енергi!.

Розглянемо процес форсування збудження в стан-дартних i розроблених схемах. Принципова схема пристрою, що забезпечуе режими форсування або гасшня поля з урахуванням режиму роботи СМ приведена на рис. 1.

У початковому сташ при синхроншм ходi машини в режимi двигуна замикаючi ключi К1.2, К1.3, К2.2 розь

мкнеш, розмикаючi ключi K1.1 i K2.I замкнут! Струм в обмотцi збудження синхронно! машини визнача-еться сигналами датчиюв струму ТА, напруги TV i потужностi UP, а також початковою уставкою системи управлiння AUL мостовим випрямлячем, що впливае через ключi K1.1 i K2.I на кут керування тиристорiв катодно! групи випрямляча UZ. Форсуючий конденсатор накопичувача енергп заряджений вiд джерела зарядно! напруги (ДЗН).

При короткому замиканш в системi електропо-стачання, що супроводжуеться глибокою посадкою напруги або короткочасною перервою електрожив-лення, синхронна машина може працювати або в режимi двигуна, або генератора залежно вщ типу машини, привiдного механiзму i параметрiв мережi. Синхроннi машини з великим запасом кшетично! енергп переходять в генераторний режим, мають до-датковий гальмiвний момент i штенсивно гальму-ються. Двигуни з меншим запасом кшетично! енергп одержують додатковий момент за рахунок шдживлен-ня вщ машин, що працюють в генераторному режимь Тому для забезпечення умов усшшного самозапуску синхронно! машини необхщно або проводити фор-сування збудження, або штенсивно гасити магштне поле залежно вщ режиму роботи останньо! [7, 13].

О

^-ЧдЗЩ-rpfi

Kl.l K21

|дзН

С (-)

1ДЗН (+п=- *VD2a

VSli I

-W-

Г-[К2]

м—¿r-

L&T

VD3-VD5

-'"O

Рис. 1. Принципова схема пристрою для керування контуром збудження синхронно! машини

При посадщ напруги на якорi синхронно! машини нижче за заданий piBern на виходi порогового блоку DD5 з'являеться piвeнь логiчно! одиницi i подаеться на пepшi входи лопчних eлeмeнтiв I DD3 i DD4. Одночас-но контролюеться знак активно! потужност статора i !! похвдно!.

При позитивному знаку активно! потужност на виходi першого тригера Шмщта ТШ1 з'являеться piвeнь логiчно! одинищ i подаеться на перший вхщ логiчного елементу I - НЕ DD1. При позитивному знаку похщно! з виходу другого тригера Шмщта ТШ2 на другий вхiд лопчного елементу I - НЕ DD1 надходить piвeнь логiчно! одиницi. При цьому на

виходi логiчного елементу I - НЕ DD1 з'являеться piвeнь лопчного нуля i надходить на другий вхщ логiчного елементу I DD3, а на другий вхщ лоНчного елементу I DD4 надходить piвeнь логiчно! одиницi, що швертуеться логiчним елементом НЕ DD2. В результат цього на виходi логiчного елементу I DD3 виникае piвeнь логiчного нуля, а на виходi лопч-ного елементу I DD4 - piвeнь логiчно! одинищ, що призводить до спрацьовування блоку форсування збудження KI. При спрацьовуванш блоку форсування збудження KI розмикаються ключi KI.I, за-микаються ключi KI.2 i KI.3 вщповщно в керуючих електричних колах комутуючого тиристора VS1 i шунтуючого тиристора VS2. Вмикаеться комутую-чий тиристор VS1 i зустpiчним струмом заздалегщь зарядженого конденсатора С 6НЕ замикае катодну групу тиpистоpiв мостового випрямляча UZ. Обмотка збудження синхронно! машини шдключаеться на додаткове джерело форсовано! напруги, утворене групою розпод^ьчих дiодiв VD3 - VD5 i анодною групою випpямлячiв мостового випрямляча. В знову створеному контуpi збудження вщбуваеться емшс-на компeнсацiя шдуктивност обмотки збудження, зменшення постiйно! часу контура i розряд форсую-чого конденсатора С, що призводить до штенсивного наростання струму збудження. При досягненш на кондeнсатоpi С, що перезаряджаеться, заданого piв-ня напруги включаеться шунтуючий тиристор VS2, який виводить форсуючий конденсатор з контура збудження. При цьому утворюеться новий контур збудження: (+) С - ОЗ СМ - дюди анодно! групи мостового випрямляча UZ - група розпод^ьчих дiодiв VD3 - VD5 - комутуючий тиристор VS1 - (-) С, внаслiдок чого струм в ОЗ визначаеться форсуючим значенням напруги мостового випрямляча.

При пepeзаpядi конденсатора, тиристор VS2 шун-туе останнш i утворюе другий контур: катод тиристора VS1 - тиристор VS2 - ОЗ СМ - дюди анодно! групи мостового випрямляча UZ - група розпод^ь-чих дiодiв VD3 - VD5 - анод тиристора VS1.

При робой синхронно! машини в peжимi генератора в результат посадки напруги на статоpi нижче за заданий piвeнь на виходi порогового елементу DD5 з'являеться piвeнь лопчно! одинищ i подаеться на пepшi входи лопчних елеменпв I DD3 i DD4. Осюльки активна потужшсть якоря в цьому ре-жимi негативна, на перший вхщ логiчного елементу I - НЕ DD1 подаеться piвeнь лопчного нуля, в ре-зультатi цього piвeнь логiчно! одиницi з'являеться на виходi логiчного елементу I DD3, що призводить до спрацьовування блоку гасшня поля К2. При цьому знак похщно! активно! потужностi не мае значення. Блок розбудження К2 спрацьовуе i у тому випадку, коли активна потужшсть позитивна, а !! похщна негативна, що характерне для переходу синхронно! ма-шини з режиму двигуна в генераторний режим. При спpацьовуваннi блоку розбудження К2 кepованi клю-чi K2.I знiмають кepуючi iмпульси iз збуджувача, а ключ К2.2 вмикае комутуючий тиристор VS1. При вмиканш тиристора VS1 зустpiчним струмом 6НЕ закриваеться катодна група тиpистоpiв збуджувача, вщбуваеться компeнсацiя емностi шдуктивнос-тi ОЗ i розряд форсуючого конденсатора С 6НЕ, що призводить до короткочасного кидка струму в ком-

пенсованому контурь В процесс перезаряду форсую-чого конденсатора С вщбуваеться зменшення струму збудження 1 при досягненш цим струмом нульового значения перезаряджений форсуючнй конденсатор вимикае комутуючнй тиристор та розряджаеть-ся на ОЗ через дюд УОб, що створюе контур розряду: (+) С - дюд УОб - ОЗ СМ - (-) С,

Форсоване гасшня поля збудження необхщне для обмеження обсягу руйнування синхронних машин при внутршшх коротких замиканнях обмоток статора.

5. Результати дослщжень ефективноси використання емшсного накопичувача енергп для пщвищення стШкосп роботи автономно! генеруючо! установки

Для пор1вняльно! оцшки ефективност! форсуван-ня 1 гасшня магштного поля проведен! експеримен-тальш дослщження модельно! синхронно! машини. При синхронному ход! навантажено! машини прово-дилося форсування струму ! гас!ння поля СМ дшю на в!дпов!дн! блоки К1 ! К2 [14]. На рис. 2, 3 приведен! осцилограми режим!в форсування ! гас!ння поля СМ в сер!йних тиристорних збуджувачах ! в розробленому пристро!.

Рис. 2. Осцилограма режима форсування збудження та гасшня поля СМ у ¡снуючих збуджувач1в

Рис. 3. Осцилограма режима форсування збудження та гасшня поля СМ в розробленш схем1

Анал!з наведених осцилограм показуе, що час до-сягнення струмом збудження в режим! форсування ! гасшня поля СМ заданого значения приблизно на порядок менший в розробленому пристро! управлшня збудженням в пор!внянш з аналог!чними режимами сер!йних збуджувач!в.

6. Обговорення результаив дослщжень використання емшсного накопичувача енергп в контур! збудження синхронно! машини

При визначенн! ефективност! використання емнкного накопичувача енергп в контур! збудження синхронно! машини, як витжае з отриманих осцилограм (рис. 2,3), законом!рним е тдвигцення сНй-косН роботи автономно! генеруючо! установки. Слщ зазначити, що можливосп ¿снуючих тиристорних збуджувач!в ! пристро!в АРЗ можуть бути розширен! за рахунок емшсно! компенсацп !нерц!йност! контура збудження шляхом розряду заздалегщь зарядженого емнкного накопичувача енергп в цьому контур! з одночасною подачею форсовано! напруги вщ тири-сторного перетворювача в режим! форсування збудження та гасшня магштного поля синхронно! машини [10, 14]. При цьому управлшня збудженням СМ досягаеться зм1ною структури силового перетворювача, який забезпечуе релейне управлшня в облает! великих навантажень. В облает! малих навантажень реал!зуеться управлшня пристроями АРЗ.

7. Висновки

На шдстав! аналиичного ! теоретичного огляду доведено, що шерщйшеть контуру збудження й на-явнкть заспокоюючих контур1в синхронно! машини не дозволяе ефективно керувати контуром збудження в режимах форсування напруги та гасшня поля впли-вом Пльки на кути керування тиристорного збуджу-вача. Використання емнкного накопичувача енергп в схем! системи збудження синхронно! машини в склад! автономно! генеруючо! установки дало можливкть встановити особливоси перех!дних процес1в в контур! збудження в пор!внянш з кнуючими системами. Безпосередн!й вплив накопичувача енерг1! на !нерц!й-шеть контуру збудження сприяе б!льш штенсившй зм!н1 струму в даному контур! за рахунок чверП коли-вального розряду емност1, яка пот1м виводиться з контуру збудження, а напруга збудження збьчыпуеться до форсованого значения.

Проведеними експериментами доведено дощль-нкть використання розробленого пристрою в р!зних режимах роботи синхронно! машини ! переваги над кнуючими збуджувачами.

Таким чином, розроблен! пристро! з емшеними накопичувачами енергп та дозволяють автоматично регулювати збудження синхронних машин, забезпе-чуючи високу як1сть перехщних процес1в керування ! пщвищують сПйккть роботи синхронних машин при посадках напруги на статор! або при шдключенш спо-живач!в значно! потужность

Л1тература

1. Соловьев, И. И. Автоматические регуляторы синхронных генераторов [Текст] / И. И. Соловьев, Н. И. Овчаренко. - М.: Энергоиздат, 1981. - 248 с.

2. Глебов, И. А. Электромагнитные процессы систем возбуждения синхронных машин [Текст] / И. А. Глебов -Л.: Наука, 1987. - 344 с.

3. Boldea, I. Synchronous generators [Text] / I. Boldea. - Polytechnical Institute Timisoara, Romania, 2006. - 448 p.

4. Hamata, V. Solution of the Equation of Motion of a Synchronous Machine [Text] / V. Hamata // Acta Technica Csav. - 1981. -Vol. 26, Issue 6. - P. 688-699.

5. Абрамович, Б. Н. Возбуждение, регулирование и устойчивость синхронных двигателей [Текст] / Б. Н. Абрамович, А. А. Круглый. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1983. - 128 с.

6. Низимов, В. Б. Управление форсировкой возбуждения синхронных двигателей с компенсацией инерционности контура возбуждения [Текст] : Сб. науч. тр. / В. Б. Низимов // Кременчуг: КГПИ. - 1998. - Вып 1. - C. 87-91.

7. Fick, P. D. Accurate digital current control of the reluctance synchronous machine with constant current angle [Text] / P. D. Fick, M. J. Kamper // Trans. SA Inst. Electr. Eng. - 2004. - Vol. 95, Issue 1. - P. 47-50.

8. Важнов, А. И. Переходные процессы в машинах переменного тока [Текст] / А. И. Важнов. - Л.: Энергия. Ленинград. отд-ние, 1980. - 256 с.

9. Семенюк, М. Б. Генераторна установка з фазовим компаундуванням [Текст] : Зб. матер1ашв м1жнар. наук.-техн. конф./ М. Б. Семенюк // Енергетика та системи керування EPEKS-2010. - Л., 2010. - С. 36-37.

10. Хоменко, В. I. Розробка системи збудження синхронного генератора з компенсащею ¡нерцшност контуру збудження [Текст] / В. I. Хоменко, В. Б. №з1мов, С. В. Количев // Зб1рник наукових праць Дшпродзержинського державного техшчно-го ушверситету. - 2011. - Вип.1. - C. 106-111.

11. Kyriakides, E. An observer for the estimation of synchronous generator damper currents for use in parameter identification [Text] / E. Kyriakides, G. T. Haydt // IEEE Transactions on Energy Conversion. - 2003. - Vol. 18, Issue 1. - P. 175-177. doi: 10.1109/tec.2002.808413.

12. Kyriakides, E. On-line estimation of synchronous generator parameters using an observer for damper currents and a graphical user interface [Text] / E. Kyriakides, G. T. Haydt, V. Vittal // IEEE Transactions on Energy Conversion. - 2004. - Vol. 19, Issue 4. -P. 499-507. doi: 10.1109/tec.2004.832057.

13. Marti, J. R. A phase-domain synchronous generator model including saturation effects [Text] / J. R. Marti, K. W. Louie // IEEE Transactions on Power Systems. - 1997. - Vol. 12, Issue 1. - P. 222-229. doi: 10.1109/59.574943

14. Низимов, В. Б. Пусковые характеристики синхронного двигателя при дискретном управлении контуром возбуждения [Текст] / В. Б. Низимов, Р. В. Низимов // Проблемы создания новых машин и технологий. - 2001. - Вып. 1. - С. 34-38.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.