zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



THE SYSTEM OF VOLTAGE CONTROL FOR SELF-EXCITED INDUCTION GENERATOR

 

Sopiga M., Morykon O., Pushkar M.

Ukraine, Kyiv,

National Technical University of Ukraine

“Kyiv Polytechnic Institute”

 

This paper deals with the voltage control of self-excited induction generators. It cover a large number of problem including mathematical model of stator and rotor circuits, connections of loads to SEIG, operating algorithm of TRIAC, Voltage Sensor and Logic Control Unit and others. Also this article includes results of experiments and graphics of transient processes of the system technological parameters

 

Introduction. Induction generators with self-excitation (SEIG) from capacitor bank are widely spread in modern stand-alone electric power systems. But voltage control and stabilization in such systems is not a simple task. In existing systems of voltage control [1,2] different approaches are used, from relay-switched capacitor banks to STATCOM [3] and inverters. These systems have both advantages and disadvantages, but are often not-suitable for a wide power-range and can not be multipurpose for high power induction generators (50 kW or higher). Therefore it is necessary to develop a system that will be suitable to use both for low-power stand-alone generators, and for large power generating plants, and which will provide a reliable and smooth voltage regulation. Such system should also provide the self-excitation of an induction generator at different loads.

One example of a system that meets the requirements set is offered on, Fig.1 shows the functional diagram of such system.

 

Fig.1 Functional diagram of voltage control system of SEIG

 

The voltage control system consists of SEIG, the six blocks of three-phase capacitors, one of them is static and permanently connected to the stator windings for self-excitation and others are connected through TRIAC keys. TRIACs are controlled by using Phase TRIAC Control blocks (PTC) depending on the current state of TRIAC key and control signals coming from the Logic Control Unit. The Logic Control Unit generates control signals which are in varying sequences (a total of 32 levels of control) connect the AC capacitors on the generator bus, thus regulating the reactive current or SEIG, depending on the load or velocity of the prime mover. Formation pulse control is based on information received from the Voltage Sensor. The operating algorithm of Voltage Sensor and Logic Control Unit stabilizes the output voltage of SEIG by changing the load.

A standard mathematical model of induction generator stator and rotor circuits in the arbitrary coordinate frame is described by two nonlinear vector differential equations [2, 3]

,

, (1)

 

where , ,  – vectors of stator and rotor flux linkages, ,  – vectors of stator and rotor currents, a vector of stator voltage,  і  – are the resistances of stator and rotor,  – number of pole pairs,  – angular rotor velocity, і  –the angular velocity of arbitrary coordinate frame F-G.

The resistive loads which are connected in parallel with capacitors to the stator windings are shown in Fіg 2.

 

For equivalent replacement capacitors triangle on the star enough to triple their capacity . Then the fragment of generator phase equivalent circuit of the capacitor and the load will look like in Fig. 3. Index "A" marked projection vectors corresponding to the axis A in the fixed coordinate system A-B of stator. Then according to first Kirchhoff’s law

, (2)

where , ,  vectors of currents in  the fixed coordinate system A-B of stator.

Since,, then the coordinate system A-B

 (3),

where  - is the vector of stator in  the fixed coordinate system A-B,  - load resistance, С – value of capacitor.

The experimental verification of designed operating algorithm and the voltage control system was performed on existing laboratory stand for the study of operation of SEIG [4]. It consists of  three-phase induction motor (AИPM63B4Y3, with rated values 370W, 380V, 50 Hz, and 1450 rpm) which was used for experiments as SEIG. The following parameters of the generator were determined experimentally =27 Щ, =17.9 Щ, =0.08266 H, =2, =1.03115 H, =0.6345 H. The SEIG was coupled to another induction motor (4AM80B3Y3, with rated values 2.2KW, 380V, 50 Hz, and 2800 rpm) controlled through the frequency converter ABB ACS140 feeding the stator winding. The higher value of the motor’s power and the slip compensation function in the ACS140 provided velocity stabilization at desired levels during experiments. The load was Y-connected. Collection of the experimental data was performed using ACS140’s monitoring system and a system for tests of electric drives providing voltage and current measurements with visualization compatible with MATLAB.

 

Fig. 4 –  Self-excitation of the SEIG under the rated load value

Fig. 5 – Transients of voltage magnitude

 

Figure 4 describes the process of self-excitation of the SEIG under the rated load value. At the time 0s. the generator is not connected to the circuit and the capacitors. At the time 1s. It was connected to the circuit and the capacitor bank and the self-excitation happens.  The value of generated voltage is stabilized on 380 V.  The capacitance of the bank was calculated using equations from [2].

Figure 5 presents the transients of voltage magnitude. At time since 0s till 1с , the value of the load connected to the SEIG is 75%  from the rated value. But since time 1с the load increases to the rated value,  the generated voltage sags, therefore the system of voltage control activates and at time 1,5s the voltage is stabilized on 380 V by increasing the capacity of capacitor bank.

Conclusion. The voltage control system which uses the proposed algorithm for switching the capacitors is workable. The accuracy of voltage stabilization can be improved by increasing the number of levels of the TRIAC-switched capacitor bank. Performance of the system allows its use in stand-alone power systems with SEIGs to support sustainable voltage value for consumers

 

References

1.     Chauhan, Y.K.; Jain, S.K.; Singh, B., "A Prospective on Voltage Regulation of Self-Excited Induction Generators for Industry Applications," Industry Applications, IEEE Transactions on, vol.46, no.2, 2010. pp.720-730.

2.     M. Bodson & O. Kiselychnyk, “Nonlinear dynamic model and stability analysis of self-excited induction generators,” Proc. of the American Control Conference, San Francisco, CA, pp. 4574-4579, 2011.

3.     M. Bodson & O. Kiselychnyk, “On the triggering of self-excitation in induction generators,” Proc. of the 20th International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (Speedam 2010), Pisa, Italy, pp. 866-871, 2010.

4.     Пушкар М.В. Експериментальна установка для дослідження асинхронних генераторів з самозбудженням / Пушкар М.В., Савич О.Ю., Кіселичник О.І., // Електромеханічні та енергетичні системи, методи моделювання та оптимізації. Збірник наукових праць Х Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених і спеціалістів у місті Кременчук 28-29 березня 2012 р. - Кременчук, КрНУ, 2012. - с. 159-160.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info