Academic Journal
Voltage stabilization of a controlled autonomous magnetoelectric generator with a magnetic shunt and permanent magnet excitation
| Τίτλος: | Voltage stabilization of a controlled autonomous magnetoelectric generator with a magnetic shunt and permanent magnet excitation |
|---|---|
| Πηγή: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 6 No. 5 (114) (2021): Applied physics; 56-62 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 5 (114) (2021): Прикладная физика; 56-62 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 6 № 5 (114) (2021): Прикладна фізика; 56-62 |
| Στοιχεία εκδότη: | РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 2021. |
| Έτος έκδοσης: | 2021 |
| Θεματικοί όροι: | обмотка подмагничивания, generator voltage regulation, экспериментальное исследование, experimental research, permanent magnets, підмагнічуюча обмотка, 7. Clean energy, постоянные магниты, magnetizing winding, магнітний шунт, магнітоелектричне збудження, магнитоэлектрические возбуждения, magnetic shunt, регулювання напруги генератора, магнитный шунт, експериментальне дослідження, регулирования напряжения генератора, постійні магніти, magnetoelectric excitation |
| Περιγραφή: | В работе представлены результаты испытания и исследования характеристик управляемого автономного синхронного магнитоэлектрического генератора с магнитным шунтом. Конструктивно исследуемый генератор представляет собой модифицированную асинхронную машину, в которой ротор выполнен с постоянными магнитами и дополнительной системой в виде магнитного шунта. Посредством регулировки тока обмотки магнитного шунта выполняется регулировка выходного напряжения генератора. Исследовались следующие характеристики: холостого хода при работе от постоянных магнитов и изменении тока обмотки магнитного шунта при прямой и обратной полярности. Также внешняя характеристика для активной и активно-индуктивной нагрузки; регулировочная характеристика при изменении тока нагрузки при постоянном напряжении генератора. Анализ полученных характеристик позволяет определить пределы регулирования внешней характеристики, составляющей ≈40%, относительно основного магнитного потока. Полученная глубина регулирования позволяет поддерживать стабильность внешней характеристики для коэффициентов мощности не более 0,9, что является обычной паспортной величиной для автономных энергетических установок на основе синхронных генераторов. Сравнение опытных данных, проведенных на экспериментальной установке, показывает достаточную, для инженерных и практических задач, сходимость. Максимальное количественное отличие составляет 9,3%, что позволяет утверждать обадекватностиразработанной математической модели. Регулирующая характеристика, построенная экспериментальным путем при постоянном напряжении генератора, является законом управления обмоткой магнитного шунта для конкретно исследуемого генератора. Исследованный вариант выполнения синхронного генератора с магнитным шунтом целесообразно использовать для автономных энергоустановок, возобновляющих источников энергии и систем автономного энергоснабжения В роботі представлено результати випробування та дослідження характеристиккерованого автономного магнітоелектричного синхронного генератора з магнітним шунтом. Конструктивно досліджуваний генератор є модифікованою асинхронною машиною, в якої ротор виконано із постійними магнітами та додатковою системою у вигляді магнітного шунта. За допомогою регулювання струму обмотки магнітного шунта виконується регулювання вихідної напруги генератора. Досліджувались наступні характеристики: холостого ходу при роботі від постійних магнітів і при зміні струму обмотки магнітного шунта при прямій та зворотній полярності.Також, зовнішня характеристика для активного та активно-індуктивного навантаження; регулювальнахарактеристика при зміні струму навантаження за постійної напруги генератора. Аналіз отриманих характеристик дає можливість визначити межі регулювання зовнішньої характеристики, яка становить ≈40%, відносно основного магнітного потоку. Отримана глибина регулювання дозволяє підтримувати стабільність зовнішньої характеристики для коефіцієнтів потужності не більше 0,9, що є звичайною паспортною величиною для автономних енергетичних установок на основі синхронних генераторів. Порівняння дослідних даних проведених на експериментальній установці показує достатню, для інженерних і практичних завдань, збіжність. Максимальна кількісна відмінність становить 9,3%, що дозволяє стверджувати про адекватність розробленої раніше математичної моделі. Регулювальна характеристика, побудована експериментальним шляхом при незмінній напрузі генератора, є законом управління обмоткою магнітного шунта для конкретно досліджуваного генератора. Досліджений варіант виконання синхронного генератора з магнітним шунтом доцільно використовувати для автономних енергоустановок, систем відновлювальних джерел енергії та систем автономного енергопостачання The paper presents the results of testing and research of the characteristics of a controlled autonomous magnetoelectric synchronous generator with a magnetic shunt. Structurally, the studied generator is a modified asynchronous machine in which the rotor is made with permanent magnets and an additional system in the form of a magnetic shunt. By adjusting the winding current of the magnetic shunt, the output voltage of the generator is regulated. The following characteristics were investigated: the no-load characteristic during operation with permanent magnets and when the winding current of the magnetic shunt changes with forward and reverse polarity. Also, the external characteristic for active and active-inductive loads; the control characteristic when the load current changes at a constant generator voltage. Analysis of the obtained characteristics makes it possible to determine the limits of regulation of the external characteristic, which is ≈40 % relative to the main magnetic flux. The obtained regulation depth allows maintaining the stability of the external characteristic for power factors not exceeding 0.9, which is the usual passport value for autonomous power plants based on synchronous generators. Comparison of the data of research conducted on the experimental setup shows sufficient convergence for engineering and practical tasks. The maximum quantitative difference is 9.3 %, which suggests the adequacy of the previously developed mathematical model. The control characteristic, constructed experimentally at constant generator voltage, is the control law of the magnetic shunt winding for the studied generator. The investigated version of a synchronous generator with a magnetic shunt should be used for autonomous power plants, renewable energy systems, and autonomous power supply systems. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | English |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://journals.uran.ua/eejet/article/view/246601 |
| Rights: | CC BY |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.scientific.p..954b9b82dc54d3c15038f2240e5231fe |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
καταχωρήστε σχόλιο πρώτοι!