ANALYSIS OF THE SPECIAL FEATURES OF THE THERMAL PROCESS IN AN INDUCTION GENERATOR AT HIGH SATURATION OF THE MAGNETIC SYSTEM

V. Chenchevoi, Iu. Romashykhin, Zh. I. Romashykhina, Atef S. Al-Mashakbeh

Анотація


Цель. Разработка методики оценки тепловых режимов работы автономной электроэнергетической системы с асинхронным генератором с целью повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии. Методология. Для проведения исследований использовалось математическое моделирование асинхронного генератора с учетом насыщения магнитной системы. Разработана тепловая модель, которая учитывает превышение температуры узлов асинхронного генератора в режиме высокого насыщения. Полученные результаты моделирования сравнивались с экспериментальными данными. Результаты. В работе решена задача усовершенствования математических моделей и методов определения потерь в стали при исследовании режимов работы автономного нерегулируемого асинхронного генератора с учетом свойств магнитной системы в режиме высокого насыщения. Получено выражение для определения потерь в стали в режиме высокого насыщения, которое позволяет оценивать тепловое состояние асинхронного генератора. Оригинальность. Впервые получена аналитическая зависимость для расчета потерь в стали в режиме насыщения магнитной системы. Практическое значение. Полученное выражение для расчета потерь в стали может быть использовано для определения допустимого времени работы генератора при перегрузке. Это позволит избежать повреждения изоляции обмоток и в полном объеме использовать перегрузочную способность генератора. В результате это снизит возможные перебои с электрической энергией из-за преждевременного отключения генератора.

Ключові слова


автономный асинхронный генератор; насыщение магнитной системы; потери в стали; тепловые процессы

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


1. Qiu Y., Zhang W., Cao M., Feng Y., Infield D. An Electro-Thermal Analysis of a Variable-Speed Doubly-Fed Induction Generator in a Wind Turbine, Energies, 2015, vol.8, no.5,

pp. 3386-3402. doi: 10.3390/en8053386.

2. Hodgins N., Mueller M.A, Tease W.K., Staton D. Thermal model of an induction generator in oscillating water column wave energy converter. 5th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2010), 2010. doi: 10.1049/cp.2010.0020.

3. Zagirnyak M., Romashykhina Zh., Kalinov A. Diagnostic signs of induction motor broken rotor bars in electromotive force signal. 17th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2016. doi: 10.1109/CPEE.2016.7738722.

4. Rodkin D.I., Romashihin Y.V. Rationale for settlement circuit for induction motors. Tekhnichna Elektrodynamika, 2012, no.2,

pp. 89-90. (Rus).

5. Zagirnyak M., Rodkin D., Romashykhin Iu., Rudenko N., Chenchevoi V. Identification of nonlinearities of induction motor equivalent circuits with the use of the instantaneous power method, 17th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2016. doi: 10.1109/CPEE.2016.7738721.

6. Rygal R., Moses A.J., Derebasi N., Schneider J., Schoppa A., Influence of cutting stress on magnetic field and flux density distribution in non-oriented electrical steels, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2000, vol.215-216, pp. 687-689. doi: 10.1016/S0304-8853(00)00259-6.

7. Zidarič B., Zagirnyak M., Lenasi K., Miljavec D. Hysteresis losses in soft magnetic composite materials. COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, 2006, vol.25, no.1, pp. 157-168. doi: 10.1108/03321640610634416.

8. Reinert J., Brockmeyer A., De Doncker R.W. Calculation of losses in ferro- and ferrimagnetic materials based on the modified Steinmetz equation. Conference Record of the 1999 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Forth IAS Annual Meeting (Cat. No.99CH36370). doi: 10.1109/IAS.1999.806023.

9. Maga D., Zagirnyak M., Miljavec D. Additional losses in permanent magnet brushless machines. Proceedings of 14th International Power Electronics and Motion Control Conference EPE-PEMC 2010, 2010. doi: 10.1109/EPEPEMC.2010.5606520.

10. Steinmetz C. On the law of hysteresis. Proceedings of the IEEE, 1984, vol.72, iss.2, pp. 197-221. doi: 10.1109/PROC.1984.12842.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Qiu Y., Zhang W., Cao M., Feng Y., Infield D. An Electro-Thermal Analysis of a Variable-Speed Doubly-Fed Induction Generator in a Wind Turbine, Energies, 2015, vol.8, no.5,
pp. 3386-3402. doi: 10.3390/en8053386.
2.     Hodgins N., Mueller M.A, Tease W.K., Staton D. Thermal model of an induction generator in oscillating water column wave energy converter. 5th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2010), 2010. doi: 10.1049/cp.2010.0020.
3.     Zagirnyak M., Romashykhina Zh., Kalinov A. Diagnostic signs of induction motor broken rotor bars in electromotive force signal. 17th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2016. doi: 10.1109/CPEE.2016.7738722.
4.     Rodkin D.I., Romashihin Y.V. Rationale for settlement circuit for induction motors. Tekhnichna Elektrodynamika, 2012, no.2,
pp. 89-90. (Rus).
5.     Zagirnyak M., Rodkin D., Romashykhin Iu., Rudenko N., Chenchevoi V. Identification of nonlinearities of induction motor equivalent circuits with the use of the instantaneous power method, 17th International Conference Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2016. doi: 10.1109/CPEE.2016.7738721.
6.     Rygal R., Moses A.J., Derebasi N., Schneider J., Schoppa A., Influence of cutting stress on magnetic field and flux density distribution in non-oriented electrical steels, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2000, vol.215-216, pp. 687-689. doi: 10.1016/S0304-8853(00)00259-6.
7.     Zidarič B., Zagirnyak M., Lenasi K., Miljavec D. Hysteresis losses in soft magnetic composite materials. COMPEL - The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, 2006, vol.25, no.1, pp. 157-168. doi: 10.1108/03321640610634416.
8.     Reinert J., Brockmeyer A., De Doncker R.W. Calculation of losses in ferro- and ferrimagnetic materials based on the modified Steinmetz equation. Conference Record of the 1999 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Forth IAS Annual Meeting (Cat. No.99CH36370). doi: 10.1109/IAS.1999.806023.
9.     Maga D., Zagirnyak M., Miljavec D. Additional losses in permanent magnet brushless machines. Proceedings of 14th International Power Electronics and Motion Control Conference EPE-PEMC 2010, 2010. doi: 10.1109/EPEPEMC.2010.5606520.
10.  Steinmetz C. On the law of hysteresis. Proceedings of the IEEE, 1984, vol.72, iss.2, pp. 197-221. doi: 10.1109/PROC.1984.12842.




DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.3.02

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 V. Chenchevoi, Iu. Romashykhin, Zh. I. Romashykhina, Atef S. Al-Mashakbeh


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)