Стабилизированный по напряжению вентильный магнитоэлектрический генератор с реверсивным вольтодобавочным каналом
Аннотация
Для решения задачи стабилизации выходного напряжения машинно-электронной генерирующей системы (МЭГС-1), выполненной в виде последовательно соединённых синхронной электрической машины с возбуждением от постоянных магнитов (МЭГ) и регулируемого выпрямительного блока (РВБ), а также с целью уменьшения установленной мощности РВБ предложено регулировать только часть выходного энергетического потока за счёт дополнения нерегулируемого ВБ регулируемым реверсивным вольтодобавочным каналом (РВДК). Средствами имитационного компьютерного моделирования (ИКМ) внесена необходимая ясность в физические процессы новой структуры МЭГС-1 и доказана реализуемость проектного замысла. Он заключается в стабилизации выходного напряжения МЭГС-1 при возмущающих воздействиях по частоте вращения приводного вала и по нагрузке в двух режимах работы РВДК — вольтодобавки (ВД) и вольтовычитания (ВВ). В частности, раскрыта физическая сущность работы РВДК в нетрадиционном режиме ВВ и определены условия эффективной его работы. Для двух вариантов исполнения вольтодобавочного канала — нереверсивного (ВДК) и реверсивного (РВДК) — предложены модели взаимосвязи их мощности (в долях мощности МЭГ) с кратностью изменения частоты вращения приводного вала. При общепринятых допущениях средствами ИКМ проведена проверка полученных результатов на адекватность. Создано минимально необходимое информационно-методическое обеспечение для проектирования новой версии МЭГС-1.
Литература
Reliability comparison of DFIG drive train configuration with PMG drive train configuration in the first 5 years of operation, 3rd Renewable Power Generation Conference (RPG 2014), 2014, pp. 1-6.
2. Вавилов В.Е., Герасин А.А., Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х., Фаррахов Д.Р., Ямалов И.И. Метод управления и стабилизации выходного напряжения системы генерирования переменного тока стабильной частоты на базе магнитоэлектрического генератора. — Изв. РАН. Теория и системы управления, 2016, № 5, с. 100—106.
3. Вавилов В.Е., Герасин А.А., Исмагилов Ф.Р., Хайруллин И.Х., Фаррахов Д.Р. Гибридный метод управления напряжением магнитоэлектрического генератора. — Изв. РАН. Теория и системы управления, 2017, № 2, с. 101—107.
4. Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов, т. 1/Под. ред. С.А. Грузкова. М.: Изд.-во МЭИ, 2005, 508 с.
5. Комлев И.В. Регулируемый магнитоэлектрический вентильный генератор. — Труды конф. «Электрификация летательных аппаратов», посвященная 125-летию акад. В.С. Куле- бакина. Москва, 1 ноября 2016г. ИД Академии Жуковского, 2016, с. 277—282.
6. Freitas T R S D, Menegaz P J M, Simonetti DSL. Rectifier topologies for permanent magnet synchronous generator on wind energy conversion systems: A review[J]. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2016, 54:1334—1344.
7. Bojoi R., Neacsu M.G., Tenconi A. Analysis and survey of multiphase power electronic converter topologies for the more electric aircraft applications. — Intern. Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, Sorrento, Italy, 20—22 Jun. 2012, pp. 440—445.
8. Мыцык Г.С., Мьё Мин Тант. К вопросу системного проектирования электротехнического комплекса «Переменная скорость — постоянная частота» с использованием активного выпрямителя. — Электричество, 2018, № 2, с. 34—42.
9. Dong-Min Miao, Yves Mollet, Johan Gyselinck, Jian-Xin Shen. DC Voltage Control of a Wide-Speed-Range Permanent-Magnet Synchronous Generator System for More Electric Aircraft Applications. 2016 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conf. (VPPC).
10. Saleh S.A., Onge X.F. St., McGivney W.M., J.D. McLeod. A New Multi-Level AC-DC Power Electronic Converter for Applications in PMG?Based WECSs. – Proc. of the 53rd IEEE IAS Industrial & Commercial Power System Conference (I&CPS’17), Niagara Falls, Canada, May 2017.
11. Onge X.F.St., McDonald K., Richard C., Saleh S.A. A New Multi?Port Active DC?Link for PMG?Based WECSs. IEEE/IAS 54th Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference (I&CPS), 2018.
12. Lesnicar A., Marquardt R. An innovative modular multilevel converter topology suitable for a wide power range. IEEE Bologna Power Tech Conference, June 2003, pp. 23–26.
13. Feng&Bao Xu, Ze&Zheng Wu, Yun&Chong Wang, Jian&Xin Shen. Modular Multilevel Converter Based PWM Rectifier System for High Speed or High Frequency Permanent Magnet Synchronous Generators. – 21st Intern. Conf. on Electrical Machines and Systems (ICEMS), October 7–10, 2018, Jeju, Korea.
14. Guan M.Y., Z.Xu. Modeling and Control of a Modular Multilevel Converter?Based HVDC System Under Unbalanced Grid Conditions. – IEEE Transactions on Power Electronics, 2012, vol. 27, No. 12, pp. 4858–4867.
15. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. М.: Техносфера, 2006, 632 с.
16. Хлаинг Мин У, Мыцык Г.С. Cтруктурно?параметрическая оптимизации импульсных регуляторов напряжения с многоканальным преобразованием. – Вестник МЭИ, 2015, №4, с. 54–61.