УДК 681.5: 62-83

DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.02.048

ПОЛЕОРІЄНТОВАНЕ ЛІНЕАРИЗУЮЧЕ КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМ ГЕНЕРАТОРОМ: ТЕОРІЯ ТА ЕКСПЕРИМЕНТИ

Автори
С. Пересада, докт.техн.наук, С. Ковбаса, канд.техн.наук, С. Король, канд.техн.наук, М. Желінський
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»,
пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Представлено нову систему векторного керування асинхронними генераторами. Процедура проектування базується на концепції непрямої орієнтації за вектором потокозчеплення ротора і використовує метод лінеаризації зворотнім зв’язком для проектування регулятора напруги. Запропоноване рішення гарантує асимптотичне регулювання потокозчеплення ротора і напруги в ланці постійного струму, забезпечуючи лінійну динаміку похибки регулювання напруги. Завдяки розділенню контурів регулювання в часі досягається декомпозиція на підсистему напруги і підсистему струму-потокозчеплення, що дозволяє використовувати просту процедуру налаштування регуляторів. У роботі представлені результати порівняльного експериментального дослідження запропонованого алгоритму і стандартного, який базується на алгоритмі з непрямою орієнтацією за потокозчепленням ротора і використовує лінійний ПІ регулятор напруги. Показано, що розроблений контролер, на відміну від стандартних рішень, забезпечує стабілізацію показників якості системи при зміні кутової швидкості ротора генератора. Запропонований алгоритм керування може застосовуватися в системах генерування зі змінною робочою швидкістю, які працюють в автономному режимі чи підключені до мережі через відповідний інвертор. Бібл. 10, рис. 8, табл. 1.

Ключові слова: асинхронний генератор, полеорієнтоване керування, система генерування енергії.

Надійшла                         19.01.2017
Остаточний варіант       27.01.2017
Підписано до друку       23.03.2017

УДК 681.5: 62-83

ПОЛЕОРИЕНТИРОВАННОЕ ЛИНЕАРИЗИРУЮЩЕЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМ ГЕНЕРАТОРОМ: ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТЫ

Авторы
С. Пересада, докт.техн.наук, С. Ковбаса, канд.техн.наук, С. Король, канд.техн.наук, Н. Желинский
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»,
пр. Победы, 37, Киев, 03056, Украина,
e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Представлена новая система векторного управления асинхронными генераторами. Процедура проектирования базируется на концепции косвенной ориентации по вектору потокосцепления ротора и использует метод линеаризации обратной связью для проектирования регулятора напряжения. Предложенное решение гарантирует асимптотическое регулирование потокосцепления ротора и напряжения в звене постоянного тока, обеспечивая линейную динамику ошибки регулирования напряжения. Благодаря разделению контуров регулирования во времени достигается декомпозиция на подсистему напряжения и подсистему тока-потокосцепления, что позволяет использовать простую процедуру настройки регуляторов. В работе представлены результаты сравнительного экспериментального исследования предложенного алгоритма и стандартного, который основан на алгоритме с косвенной ориентацией по потокосцеплению ротора и использует линейный ПИ регулятор напряжения. Показано, что разработанный контроллер, в отличие от стандартных решений, обеспечивает стабилизацию показателей качества системы при изменении угловой скорости ротора генератора. Предложенный алгоритм управления может применяться в системах генерирования с переменной рабочей скоростью, которые работают в автономном режиме или подключены к сети через соответствующий инвертор. Библ. 10, рис. 8, табл. 1.

Ключевые слова: асинхронный генератор, полеориентированное управление, система генерирования энергии.

Поступила                               19.01.2017
Окончательный вариант     27.01.2017
Подписано в печать             23.03.2017

Література

1. Feehally T., Apsley J.M. The Doubly Fed Induction Machine as an Aero Generator // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2015. – Vol. 51. – No 4. – Pp. 3462–3471. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2015.2413957
2. Hazra S., Sensarma P. DC bus voltage build up and control in stand-alone wind energy conversion system using direct vector control of SCIM // IEEE Proceedings – Electric Power Applications. – 2008. – Vol. 2. – Pp. 2143–2148. DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2008.4758288
3. Levi E., Liao Y. Rotor Flux Oriented Induction Machine as a DC Power Generator / Proceedings of 8th European Conf. on Power Electronics and Applications EPE. – Lausanne, Switzerland, CD-ROM, Paper No. 001.pdf, 1999.
4. Lyra R.O.C., Silva S.R., Cortizo P.C. Direct and indirect flux control of an isolated induction generator // Proceedings of 1995 International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS 95. – 1995. – Vol. 1. – Pp. 140–145. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDS.1995.404933
5. Mazurenko L., Romanenko V., Dzura O. Implementation and experimental study of the induction generator with vector control // Elektromechanical and energy systems. Quarterly research and production journal. – 2015. – Vol. 4/2015(32). – Pp. 34–30. (Rus)
6. Mesemanolis A., Mademlis C., Kioskeridis I. High-Efficiency Control for a Wind Energy Conversion System With Induction Generator // IEEE Transactions on Energy Conversion. – 2012. – Vol. 27. – No 4. – Pp. 958–967. DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2012.2213602
7. Murthy S., Malik O., Tandon A. Analysis of self-excited induction generators // IEE Proceedings C – Generation, Transmission and Distribution. – 1982. – Vol. 129. – No 6. – Pp. 260–265. DOI: https://doi.org/10.1049/ip-c.1982.0041
8. Pena R., Clare J.C., Asher G.M. A doubly fed induction generator using back-to-back PWM converters supplying an isolated load from a variable speed wind turbine // IEE Proceedings – Electric Power Applications. – 1996. – Vol. 143. – No 5. – Pp. 380–387. DOI: https://doi.org/10.1049/ip-epa:19960454
9. Peresada S., Tonielli A. High-performance robust speed-flux tracking controller for induction motor // International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. – 2000. – Vol. 14. – Pp. 177–200. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1115(200003/05)14:2/33.0.CO;2-2
10. Peresada S., Kovbasa S., Korol S., Pechenik N., Zhelinskyi N. Indirect Field Oriented Output Feedback Linearized Control of Induction Generator / Proceedings of 2016 IEEE 2nd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). – 2016. – Pp. 187-191. DOI: https://doi.org/10.1109/IEPS.2016.7521881

PDF