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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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机器参数对性能的影响下的自激异步发电机不平衡操作

Yatender查图尔维迪1辛格Kanwarjit Sandhu2
  1. 研究学者,部门的电气工程国家研究所的技术,Kurukshetra、印度
  2. 教授,系电气工程国家研究所的技术,Kurukshetra、印度
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文摘

不平衡加载SEIG是普遍现象通常发生由于singlephase负载(国内负载)和可能恶化这样的机器的性能。本文提出了一种新的模型已用于分析机漏电抗的影响下SEIGs不平衡操作的性能分析。从仿真结果发现不平衡度强烈的机器参数的影响相比其抗性。仿真研究进行15千瓦机可能是有用的设计机等操作。

关键字
自激异步发电机(SEIG),操作不平衡,不平衡度、风能。

命名法
e j(2π/ 3)
F单位频率
ν单位速度
钙、Cb、Cc并励电流之间的各个阶段
、家庭成员,Rcl负载电阻的各自的阶段
Xal Xbl, Xcl电抗加载相应的阶段
定子和转子电阻R1, R2的阶段
X1, X2定子和转子漏抗每阶段
虚地磁极,Vgn每阶段的气隙电压正负序网络
副总裁,Vn每阶段积极和负序电压
Ip,在每阶段积极和负序网络的定子电流
YP, Yn /阶段等效导纳从打开负载分别正负序网络的终端。
Zlp, Zln每阶段积极和消极序列负载阻抗
Xmp,厦门每阶段磁化正面和负序网络的电抗
K不平衡度(vn /副总裁)

介绍
自励异步发电机(SEIG)似乎适合风能到电能的转换为远程和多风的位置。这些机器可以用来满足这些地区的当地需求。自持异步发电机转子有许多优点,如无刷施工,没有单独的d。c源,容易维护,减少大小等等。这样的发电机被给予更多的关注自去年二十年独立应用程序。
自激现象在一个异步发电机发生在其转子是由原动机驱动和一个适当的电容器银行在定子终端连接。下三相自持感应发电机的性能分析平衡操作需要适当的电路表示和相应的数学模型。传统的等效电路的SEIG一直[1]用于绩效评估基于回路阻抗的方法。[2]采用节点导纳方法分析SEIG的性能。[3]显示的重要性,激发需求,正如[4]讨论成功操作的限制。为了减少计算工作,提出了迭代技术[5]。[6]提出了一种新的等效模型,包括有功功率源也使得分析简单。然而,这种发电机在不平衡的分析操作已被相当多的关注更少。SEIG通常出现的不平衡的操作模式由于单相负荷(国内负载)或由于使用分布式发电机中平衡操作难以实现。很少有文献已经报道了这种发电机在不平衡条件下的性能评估。 In contrast to balanced operation [7] proposed a simplified circuit for the analysis of SEIG under unbalanced mode of operations. A new model for various generatorload combinations was proposed by [8]. [9] carried out the study of SEIG for unbalanced conditions using line current injection method. [10] derived the new mathematical expressions using symmetrical component approach where as [11] continues the same using two port model for unbalanced operations of SEIG. A study of unbalanced operation of SEIG was given by [12] in which core losses was also taken in to consideration. [13] continues the study of unbalanced operation and proposed a new model based upon load decoupling across the machine terminals and incorporates the shunt magnetizing branch in the negative sequence network. This paper presents a new model that has been used to analyze the effects of machine parameters on performance estimation of SEIG under unbalanced load and excitation as well.

造型
图像
图1表示三相自励异步发电机喂养三相不平衡负载,而图2和图3表示每积极和负序等值电路。
图像
通过应用基尔霍夫”年代,现行法律在节点a, b, c的图1,形成节点导纳矩阵可能为:
图像(1)
青年团,Ybl,共青团是阶段导纳可以收益之外的另外提供的负载和励磁电容的阶段。从对称的组件理论
图像(2)和(3)
在那里;
图像
然后从方程(2)
图像(4)
Yx, Yy和Yz可能来自以下矩阵:-
图像(5)
从方程(3)和(4);
图像(6)
对于三角洲连接系统,电流形成的序列分量方程(6)可以获得:
图像(7)& (7 b)
现在每正面和负序等效电路的SEIG如图2和图3所示,下面矩阵的正面和负序分量电流可以获得:
图像8 (8 a)和(b)
一些数学计算从方程(7)和(8)导致以下的表达程度的不平衡和正面和负序网络的负载阻抗为:
图像(9)、(10)、(11)

解决方案生成的频率和磁化电抗
生成的频率和磁化电抗SEIG得到任何改变负载的变化,激发和操作速度等。这些参数未知和基尔霍夫方程由应用功能的现行法律,每节点P和Q的正面和负面的电路分别为SEIG序列。这些方程给出:
图像(12)、(13)
在那里;
图像
方程(12 - 13)可以求出未知参数即产生正面和负面的序列的频率与磁化电抗网络使用任何优化技术,给出了未知参数的可行解。

性能方程
获取未知参数后即生成频率与磁化电抗的正面和负序网络,气隙电压虚地磁极正序网络可以获得从机的饱和曲线如附件一。
积极的和负序电压和电流的组件可以获得:
图像
从方程(14 - 17),相电压和电流可以获得:
图像
进一步的负载电流在各自的阶段可以从下面的矩阵计算;
图像
从SEIG将输出功率:
图像

结果与讨论
提出建模的SEIG解释说在前一节中使用来估计机器(Appendix1)下的稳态性能不平衡的操作条件。从装具和figure5已经注意到,有一个非常小的定子、转子的电阻影响的程度不平衡而强烈影响定子和转子电抗(X1 = X2 = X)。因此,本研究的重点是探讨SEIG的性能由于„漏电抗的变化”,在不平衡的操作。
图像
图像
由于不平衡加载(A)的影响
图7 Fig.9,显示了各自的电压和电流的仿真结果阶段,不平衡度和生成频率不同的漏抗值的速度1.0288便士。你不平衡时通过不同负载电阻的一个阶段即文化、。大型和小型负载电阻的值对应于开放和短路的阶段。从图7 Fig.8观察了:
•开路相“a”的实际定子和转子电抗(X1 = X2 = 0.1456 p.u)导致的任何阶段的过电压可能限于名义操作限制减少定子和转子电抗(X1 = X2 = 0.08 p.u)
•当接近短路,发电机往往过度后加载失败。然而同一台机器减少漏抗值在短时间内满足负载能力。
从Fig.9已经观察到定子和转子的低价值电抗导致降低程度的不平衡,其次它还提高了生成的频率。
图像
图像

由于不平衡激励(B)的影响
Fig.10 Fig.13显示电压和电流的仿真结果各自的阶段,不平衡度和生成的实际频率和减少定子和转子不平衡时电抗是通过改变电容“a”的阶段。大型和小型的Ca值分别对应短和开路操作。Fig.10 Fig.12以下的观察是:
•改变励磁电容的“a”导致过度阶段的电压和电流在某些阶段机器。这几次超过电压和电流相同的负载电阻的变化相比,是非常不可取的。
•减少定子和转子电抗,不良超过电压和电流在一定程度上可能有限。
从Fig.13已经观察到变化在激发双方(开短路)导致更大程度的不平衡负载而改变。此外通过减少定子和转子侧的电抗值,导致降低程度的不平衡,将生成的频率更高。
图像
图像
图像

结论
摘要新模式提出了基于负载解耦到机终端研究机器参数对其性能的影响在不平衡的操作。模型包含了磁化分公司负序网络,并分析了使用对称的组件的方法。获得的模拟结果显示机器漏电抗的重要性限制电压和电流的不平衡。研究可用于设计机器的参数,操作在安全操作。

引用













附录1
机器1:
针对三相15 kw, 50赫兹,415 v, 30,δ连接与每鼠笼式感应电机等效电路参数的单位是:
图像