Naslov (srp)

Matrični model elektromagnetskih procesa asinhrone mašine u uslovima izraženih naponskih nesimetrija

Autor

Marković, Nenad А., 1974-

Doprinosi

Živanić, Jeroslav, 1951-
Lazarević, Zoran, 1956-
Bjelić, Slobodan, 1949-
Plazinić, Milan, 1963-
Iričanin, Bratislav, 1966-
Radulović, Jasna, 1960-

Opis (srp)

Докторска дисертација је настала као резултат вишегодишњег рада и мотивисаности кандидата да реализује истраживања везана за један део утицаја прилика у електричној мрежи и изабраних савремених претварачких уређаја на рад асинхроних машина. Досадашња истраживања и анализе утицаја параметара на прелазни процес машина у референтној литератури показали су да су несиметрије и изобличења напона на крајевима намотаја чиниоци који смањују ефикасност њиховог рада. Минимално присуство несиметрија у напонима, због малих вредности импеданси инверзног редоследа, знатно повећава активне губитке. За решавање транзијентног процеса било је потребно усавршавање метода за дијагностику у реалном времену. Уз поштовање одобреног циља истраживања кандидат се определио за матрични модел који може да обухвати већи број различитих параметара саме машине, претварача и инсталације на који је овакав склоп укључен. Један од циљева истраживања је био усавршавање метода за дијагностику напонских несиметрија и изобличења напона у реалном времену на асинхроној машини и имплементација уређаја за њихову корекцију. Истраживања су остварена на теоријским моделима машина и реактивним елементима са пасивним параметрима за корекцију и уз примену матричних трансформација за произвољно изабране карактеристике компоненти. Теоријски резултати добијени из модела и одговарајуће симулације које су замениле експерименталне тестове омогућили су реализацију филтара за корекцију несиметрија. У докторској дисертацији, на основу већ добијених резултата, формулисани су матрични модели за испитивање и дијагностику услова рада и карактера напонских несиметрија код електричних машина. Реализован је заједнички матрични модел и симулациони прототип напојног система, уређаја за корекцију несиметрија и изобличења напона асинхроне машине. Сложени електромагнетски, транзијентни процеси у асинхроним машинама догађају се и поред претпоставки о симетричној структури и линеарном карактеру параметара машине и уређаја за регулацију њеног рада. Примена претварача за регулацију рада машине врло често погоршава параметре квалитета електричне енергије а укључење претварача у чворовима мрежа или инсталација има за последицу смањење еквивалентних адмитанси чворова. На посредан начин је тако повећан утицај напона инверзног редоследа основног хармоника и створени су услови за резонантне режиме на фреквенцијама које одговарају вишим хармоницима. Анализирани су краткотрајни процеси, изазвани кратким спојевима или прекидима фаза и дуготрајни који су последица различитих вредности параметара у претварачу или инсталацији. Симулацијом је установљено да су оба типа прелазних процеса последица непотпуних фазних режима и рада у условима несиметрија. Теоријска истраживања и симулације су предвиђене и остварене на добијеним изведеним матричним моделима са пасивним параметрима намотаја машина, електричне инсталације и претварача. Резултати добијени помоћу метода матричних трансформација, у односу на произвољно задате облике улазних напона или струја на крајевима намотаја и претварача и тестова симулације рада изведених посредством адаптираних софтверских пакета у MATLAB Simulink-у верификују довољну математичку тачност матричних модела електромагнетских процеса.

Opis (eng)

the doctoral dissertation was created as a result of many years of work and motivation of the candidate to carry out research related to one part of the influence of the occurrences in the electrical network and selected modern converter devices on the operation of asynchronous machines. Past research and analysis of the influence of parameters on the transient process of machines in the reference literature have shown that the unbalances and distortions of the voltage at the winding ends are factors that reduce the efficiency of their work. The minimum presence of unbalance in voltages, due to low values of the inverse sequence impedance, significantly increases active losses. In order to solve the transient process, it was necessary to perfect methods for real-time diagnostics. With respect to the approved research objective, the candidate has chosen a matrix model that can comprise a number of different parameters of the machine itself, the converter and the installation to which this circuit is included. One of the aims of the research was to improve the methods for diagnostics of voltage unbalances and voltage distortion in real time on an asynchronous machine and implementation of devices for their correction. Research has been carried out on theoretical models of machines and reactive elements with passive parameters for correction and application of matrix transformations for arbitrarily selected characteristics of components. Theoretical results obtained from the model and the corresponding simulations that replaced the experimental tests enabled the realization of the filters for the correction of the asymmetry. In the doctoral dissertation, on the basis of the results already obtained, matrix models for the examination and diagnosis of working conditions and the character of voltage asymmetries in electrical machines were formulated. A common matrix model and a simulation prototype of the power supply system, a device for correcting the asymmetry and distortion of the voltage of the asynchronous machine was realized. Complex electromagnetic, transient processes in asynchronous machines occur despite the assumptions about the symmetrical structure and the linear character of the parameters of the machine and devices for regulating its operation. The application of the inverter to regulate the operation of the machine very often deteriorates the parameters of the quality of electricity and the switching on of the inverters in the nodes of the networks or installations results in a reduction in the equivalent admittance of the nodes. In the indirect way, the influence of the voltage of the inverse sequence of the basic harmonic is increased, and the conditions for resonant modes at the frequencies corresponding to the higher harmonics are created. Short-term processes, caused by short-circuit or phase interruptions and long-term effects, are the result of different values of parameters in the converter or installation. The simulation found that both types of transient processes are due to incomplete phase modes and work in conditions of asymmetry. Theoretical research and simulations are predicted and realized on the obtained derived matrix models with passive parameters of winding of machines, electrical installations and converters. The results obtained by the matrix transformation methods, in relation to the arbitrary set of input voltages or currents at the ends of the windings and converter and work simulation tests performed by the adapted software packages in MATLAB Simulink, verify the sufficient mathematical accuracy of the matrix models of electromagnetic processes.

Jezik

srpski

Datum

2018

Licenca

Creative Commons licenca
Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 2.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 2.0 Austria License.

CC BY-NC-ND 2.0 AT

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/at/

Identifikatori