ترجمه فارسی عنوان مقاله

یک روش تازه و بنیادین برای تعیین پارامترهای مدار سیم پیچی میدان و سیم پیچ میراگر ماشین سنکرون

عنوان انگلیسی

A Novel and Fundamental Approach towards Field and Damper Circuit Parameter Determination of Synchronous Machine

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
54013	2013	9 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Transactions on Industry Applications, Page(s): 2097 - 2105 ISSN : 0093-9994 INSPEC Accession Number: 13769785

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

مقدمه

روش پیشنهاد شده و مشتقات آن برای تعیین پارامترهای مدار میدان و میراگر

شکل 2. مدار الکتریکی معادل تحت شرایط عملکرد #1، که یک ولتاژ تکفاز سینوسی به سیم پسیچ فاز a _با همسو قرار دادن فاز a با محور d و سیم پیچ دیگر فازها و سیم پیچی میدان باز نگه داشته شده_ اعمال می شود.

شکل 3. مدار الکتریکی معادل تحت شرایط عملکرد #2، وقتی که یک ولتاژ سینوسی تکفاز _تحت همسو نگه داشتن فاز a با محور d و سیم پیچ دیگر فازها و سیم پیچی میدان باز نگه داشته شده_ به سیم پیچ فاز a اعمال شود.

شکل 4. مدار الکتریکی معادل تحت شرایط عملکرد #3، وقتی که یک ولتاژ سینوسی تکفاز _تحت همسو نگه داشتن فاز a با محور d و سیم پیچ دیگر فازها و سیم پیچی میدان باز نگه داشته شده_ به سیم پیچ فاز a اعمال شود.

نتایج ازمایش هایی که از این روش استفاده کرده اند

شکل 5. مشاهدات آزمایش جریان ورودی و ضریب توان ورودی، با ولتاژ ورودی اعمالی Van مدار معادل شکل 2 تحت شرایط عملکرد #1 برای ماشین #1.

شکل 6. مشاهدات آزمایش جریان ورودی و ضریب توان ورودی، با ولتاژ ورودی اعمالی Van مدار معادل شکل 3 تحت شرایط عملکرد #2 برای ماشین #1.

شکل 7. مشاهدات آزمایش جریان ورودی و ضریب توان ورودی، با ولتاژ ورودی اعمالی Van مدار معادل شکل 4 تحت شرایط عملکرد #3 برای ماشین #1.

شکل 8. شکل موج تجربی Van و ia تحت شرایط عملکرد #1 با فاز a ارمیچر همسو شده با محور d با سیم پیچ میدان باز نگه داشته شده برای ماشین #1.

شکل 9. شکل موج های تجربی Van و ia تحت شرایط #2 با فاز a ارمیچر همسو شده با محور d با سیم پیچ میدان اتصال کوتاه شده برای ماشین #1.

شکل 10. شکل موج های تجربی Van و ia تحت شرایط #3 با فاز a ارمیچر همسو شده با محور d با سیم پیچ میدان اتصال کوتاه شده برای ماشین #1.

جدول 2. پارامترهای بدست آمده از روش آزمایش ارایه شده

معتبر سازی نتایج آزمایش روش پیشنهاد شده

روش نخست معتبر سازی

شکل 12. شکل موج های شبیه سازی شده و آزمایشی درایو موتور سنکرون با تغذیه ی LCI در شرایط 120 درجه ای، با ماشین #2 شکل 11. (a) ولتاژ ترمینال آرمیچر فاز a. (b) جریان آرمیچر فاز a.

روش دوم معتبرسازی

شکل 11. بلوک دیاگرام شماتیک مراحل آزمایش برای روش اول معتبرسازی بر روی ماشین #2.

شکل 13. بلوک دیاگرام شماتیک مراحل آزمایش برای روش اول معتبرسازی بر روی ماشین #3.

شکل 14. شکل موج آزمایش آرمیچر فاز a مربوط به ماشین #3، راه اندازا با سرعت نامی و شرایط بی باری، همانند مراحل آزمایش شکل 13، زمانی که در معرض یک اتصال کوتاه متقارن سه فاز _زمانی که میدان در یک-چهارم سیم پیچی فاز a قرار دارد.

جدول 3. پارامترهای بدست آمده برای ماشین #3 توسط روش دوم معتبر سازی

نتیجه گیری

ترجمه کلمات کلیدی

مدار دمپر، مدار، برآورد پارامتر، ماشین سنکرون

کلمات کلیدی انگلیسی

Damper circuit, field circuit, parameter estimation, wound-field synchronous machine.

ترجمه چکیده

در این عصر محاسبات پیشرفته که الگوریتم های پیشرفته وتکنیک های پرهزینه برای تعیین پارامترهای ماشین سنکرون استفاده می شوند، این مقاله روشی تازه، اقتصادی و بااین وجود، بنیادین را برای تخمین پارامترهای محورهای d و q مدار میدان و مدار میراگر یک ماشین سنکرون با سییم پیچ میدان با توان کم/متوسط را ارایه می دهد. روش جدید پیشنهاد شده، از روابط بنیادین ولتاژ،جریان، و نشتی شار یک ماشین سنکرون با سیم پیچ میدان سه فاز، در یک توالی مرجع a-b-c بهره می گیرد. نخست، روش پیشنهاد شده با جزییات آن توسط معادلات تحلیلی توضیح داده شده، و سپس برای تعیین پارامترهای نامبرده ی یک ماشین سنکرون کوچک آزمایشگاهی بکار گرفته شده است. پارامترهای دیگر مدار معادل، با استفاده از آزمایشهای قرار دادی تعیین شده اند. اعتبار بیشتر این روش، با بکازگیری آن در دو ماشین بزرگتر با پلاک های متفاوت، انجام شده است. به علاوه، پارامترهای نامبرده ی ماشین های بزرگتر نیز با استفاده از تست های استاندارد IEEE بطور تجربی تعیین شده اند. سرانجام، یک مقایسه بین نتایج بدست آمده از روش رایج و روش ارایه شده ی ما انجام شده و روش ما ه خاطر تطابق نزدیک آن با نتایج روش اصلی، معتبر شناخته شده است.

ترجمه مقدمه

مقاله های زیادی _از اولین آنها توسط [1] و [2]، تا به امروز_ درباره ی تعریف، تعیین مشخصه، و اندازه گیری پارامترهای الکتریکی ماشین های سنکرون [3] و [4] نوشته شده اند. تست های صنعتی و استانداردهای اندازه گیری توسط اعضای معروف امریکای شمالی و روپا _یعنی IEEE 115, IEEE 1110, IEC و NEMA MGI-2006 نیز همچنین برای تعیین پارامترها و مطالعات پایداری و دینامیک، وجود دارند [5] و [7]. با وجود اینکه تحقیق بر روی تعیین پارامتر ماشین های سنکرون با میدان سیم-پیچی شده از دهه های پیشین آغاز شده است، این عنوان به دلیل نیاز به روش تعیین پارامتر بنیادین، ارزان قیمت، مطمین، و از همه مهم تر قابل اطمینان، هنوز هم مورد تحقیقات فعالی قرار می گیرد. دانستن پارامترهای صحیح مدار معادل ماشین سنکرون (SM)، پیشبینی های دقیق از دینامیک سیستم قدرت، مطالعات پایداری و کنترل لحظه ای توان و تحریک ورودی [5]-[8] را _برای جاهایی که ماشین معمولن در حالت ژنراتوری خود کار می کند_ ارایه می دهد. این مطالعات همچنین برای مطالعات دینامیک مشابه تحریک ماشین سنکرون با تغذیه اینورتر کموتاسیون شده (LCI) با بار توان بالای بزرگ، _برای زمانهای که ماشین غالبن در حالت موتروی کار می کند [9]، _در کاربردهایی نظیر ذخیره سازی با پمپ و نیرومحرکه ی کشتی_ مهم است. پارامترهای دقیق برای مطالعات دینامیک برای پیشبینی و تحلیل تغییر حالت های ناشی از کموتاسیون ولتاژ بار/القایی تریستورهای درایو LCI، در همه ی بارها و افزایش ولتاژ گذرای طی تغییرات بار از بین تریستورها، از بزرگترین امپدانس ها هستند [10]. ماشین سنکرون با میدان سیم پیچی شده ی توان پایین و متوسط برای کاربردهای درایو، همچنین نیازمند اطلاعات پارامتر بدست آمده از روش ساده و به اندازه ی کافی دقیق، برای کاربردهای کنترل بلافاصله تحریک حساس-به-پارامتر با عملکرد بالا می باشند [11]. مطالعات انجام شده در اوایل دهه ی 1970 [12] نشان دادند که بطور کل، در تحلیل های ماندگاری، استفاده از اطلاعات ماشین دقیق مهم تر از استفاده از مدل های ماشین حرفه ای می باشد. در توسعه و بکاربری مدل های دقیق تر و با جزییات بیشتر [13] و [14]، فهمیدیم که با افزایش ظرفیت توان انتقالی تولید شده در یک سایت با هزینه ی کمتر، از فواید اقتصادی می توان بهره برد. نوشتجات گذشته ی بدست آمده از [5] و [14]، بیان می کنند که تست های استانداردی که برای تعیین پارامترهای SM استفاده می شوند، تست های اتصال کوتاه، پاسخ فرکانس روتور ثابت (SSFR) و تست حوزه ی زمان می باشند. با توجه به آسان بودن اجرای تست های با خط بی برق، مانند تست پاسخ فرکانس روتور ثابت (SSFR) و تست حوزه ی زمان روتور ثابت (SSTD) ، این تست ها توجه محققین را به خود جلب کرده اند [15] و [16]. یک مزیت حایز اهمیت، برای چاره ی قابل قبول بودن تست SSFR برای تست های اتصال کوتاه، این است که شناسایی پاسخ سیم پیچی میدان امکان پذیر است. این آزمایش ها، احتمال ریسک ماشین تحت آزمایش را پایین آورده و اطلاعات را هم در محور خطی و هم در محور متعامد _با تغییری کوچک در مراحل آزمایش، بدون دسته بندی دوباره به آزمایش اتصال کوتاه ویژه و/یا آزمایش ولتاژ فشار ضعیف_ در دسترس قرار می دهد. اگرچه، عدم دقت نتایج بدست آمده از آزمایش SSFR _به سبب شرایط غیراستاندارد عملکرد ماشین مورد نیاز_ هنوز وجود دارد. بدین دلیل، تحلیل های اطلاعات آزمایش SSFR، معمولن مدل هایی را که به تنظیمات بیشتری برای تصحیح به جریان های مغناطیس کننده ی بیش از حد کمی که باید در طی آزمایش اتفاق بیوفتد، را بدست می دهد. ازین رو، اطلاعات بدست آمده از آزمایش SSFR توسط اطلاعات بدست امده از آزمایش های مکمل اتصال کوتاه یا آزمایش های پاسخ فرکانس آن-لاین، تنظیم می شوند. در غیر این صورت، آزمایش SSFR به آزمایش های مکمل جهت اجرا شدن با آن به منظور ارایه ی نتایج دقیق، نیاز دارد، و بدین ترتیب آن را پیچیده و زمان بر خواهد ساخت. با این که نویسنده تاکید دارد که آزمایش SSFR فرآیندی خوب ساخته شده است که تعیین مدل های مرتبه-بالای میاشین های سنکرون را امکان پذیر می سازد، تجهیزات پیچیده، همچون مولد تابع (FUNCTION GENERATOR)، یک منبع توان AC بزرگ با فرکانس پایه (مبدل/تقویت کننده ی توان) و یک آنالیزگر طیف، مورد نیاز می باشند. به علاوه آزمایش SSFR در بازه های فرکانس های پایین 0.001 – 0.01 Hz زمان بر می باشد. نویز مساله، که احتمالن بخاطر گرم شدن سیم پیچ هاست، در بازه های فرکانس های پایین تر، یک نقص آزمایش SSFR می باشد. همچنین، با در نظر گرفتن بخش آموزشی، که ماشین های سنکرون نیز به عنوان یکی از ماشین های اساسی، همراه با ماشین القایی و ماشین DC آموزش داده می شود، آزمایش های آزمایشگاهی بر روی ماشین های با کسری از اسب بخار که همیشه از استانداردهای IEEE تخمین پارامتر پیروی نمی کنند، انجام می گیرد [5]. همچنین اگر آزمایش ها بر روی ماشین های بزرگتر انجام گیرد، تجهیزات ویژه همانند ژنراتور تابع، تقویت کننده ی توان و آنالیزور طیف مورد نیاز، ممکن است نیاز به خریدن داشته باشند تا بتوان آزمایش های SSFR را پیاده کرد، و هزینه ی بدست آوردن متخصصان فنی مساله ای دیگر خواهد بود. ازینرو، این مقاله ی تحقیقاتی یک روش تازه و نیز بنیادین را برای تعیین مقاومت ها و اندوکتانس های مدار میراگر محور d و q و مدار سیم پیچی میدان را، با استفاده از روابط بنیادین ولتاژ، جریان، و شار نشتی ماشین سنکرون میدان سیم پیچی شده ی سه فاز را در در توالی مرجع a-b-c نشان می دهد. این روش ارایه شده، بر روی فرض حظور یک سیم پیچی میراگر محور d و یک سیم پیچی میراگر محور q در ماشین تکیه می کند، و ازین رو، پیش بینی می شود که به همراه یک ژنراتور آبی کوچک یا متوسط و یا موتور سنکرون به منظور راه اندازی ماشین توان پایین/متوسط، بکار رود. بخش 2، بدست آوردن مدل تحلیلی روش ارایه شده را برای تخمین پارامتر، بطور گسترده تشریح می کند. آزمایش ها بر روی یک ماشین 120 VA، یک ماشین 1.5 kVA و یک ماشین 5 kVA ولت آمپر اجرا شدند و نتایج آنها در بخش 3 و4 به ترتیب مورد تحقیق و معتبرسازی قرار رگفته اند. تامین اطلاعات دیگر ماشین مانند مقاومت آرمیچر، راکتانس نشتی آرمیچر، راکتانس های مغناطیس کننده ی محور d وq، از آزمایش های قراردادی بدست آمده اند [5].

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

In this era of advanced computing where complex algorithms and expensive approaches are used to determine the machine parameters of a synchronous machine (SM), this paper proposes a novel, economical, and yet fundamental approach toward estimation of the d- and q-axis fields and damper circuit parameters of a low-/medium-power wound-field SM. The proposed novel methodology employs fundamental voltage, current, and flux linkage relationships of the three-phase wound-field SM in a-b-c reference frame theory. First, the proposed methodology has been explained in detail using analytical equations and then employed to determine the aforementioned parameters of a small laboratory SM. Other equivalent circuit parameters have been determined using conventional tests. Further validation of the proposed methodology was performed using two other larger machines with different nameplate ratings. Moreover, the aforementioned parameters of the larger machines were also experimentally determined using IEEE standard tests. Finally, a comparison of the results obtained employing the conventional and the proposed methodologies was performed, and the proposed methodology has been established to be valid as the results are in close agreement.