БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
The analysis of brushless asynchronized turbine generator with the multiphase rotating direct frequency converter with natural commutation and modulated input voltage was made. The purpose of the work is to develop recommendations for the choice of covering asynchronized turbogenerator contactless m...
Saved in:
| Date: | 2015 |
|---|---|
| Author Affiliations: |
|
| Keywords: | keywords |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/899 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technical Electrodynamics |
| Download file: |
|
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870202693243371520 |
|---|---|
| author | Галиновский, А.М. Бобер, В.А. Дубчак, Е.М. |
| author_facet | Галиновский, А.М. Бобер, В.А. Дубчак, Е.М. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "А.М. Галиновский",
"institution": "Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського», пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна"
},
{
"author": "В.А. Бобер",
"institution": "Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського», пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна"
},
{
"author": "Е.М. Дубчак",
"institution": "Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського», пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна"
}
] |
| author_sort | Галиновский, А.М. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-12-29T12:10:10Z |
| description | The analysis of brushless asynchronized turbine generator with the multiphase rotating direct frequency converter with natural commutation and modulated input voltage was made. The purpose of the work is to develop recommendations for the choice of covering asynchronized turbogenerator contactless modes of issuance and deep reactive power consumption when the active power from zero to nominal. In the case of the issuance of the generator reactive power to the network frequency converter provides high quality generator excitation current with changes in the slip from zero to the nominal value. In the case of generator reactive power consumption of network asynchronous rotor speed changes the direction of the flow of reactive power through the circuit winding of the generator. The angle load of converter reaches 60 electrical degrees or more, this can lead to malfunction of the converter. In order to maintain efficiency of the converter at different modes of operation of the generator, as well as fore uniform heating the exciting windings when reactive power generates to network it was recommended to work with synchronous speed in the mode of consumption and asynchronous speed in the mode of issue of reactive power. References 8, table 1, figures 5. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:13:48Z |
| format | Article |
| fulltext |
72 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1
УДК 621.313.333
БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР
С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО
ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
А.М.Галиновский, канд.техн.наук, В.А.Бобер, Е.М.Дубчак
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт»,
пр. Победы 37, Киев, 03056, Украина. e-mail: alga40@mail.ru
Проведен анализ работы бесконтактного асинхронизированного турбогенератора с трехфазной обмоткой
ротора с вращающимся непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией и моду-
лированным входным напряжением в режимах глубокого потребления и выдачи реактивной мощности при из-
менении активной мощности от нуля до номинальной. Приведены результаты исследований математических
моделей турбогенератора при разных величинах скольжения с учетом параметров массива. Рекомендуется
работа турбогенератора с синхронной скоростью вращения в режиме глубокого потребления реактивной
мощности и с асинхронной скоростью− в режиме выдачи реактивной мощности. Библ. 8, табл. 1, рис. 5.
Ключевые слова: бесконтактный, асинхронизированный, турбогенератор, преобразователь.
Одна из важнейших проблем электроэнергетики – регулирование реактивной мощности в
электрических сетях. В работах [7, 8] отмечается, что из-за снижения нагрузки уровни напряжений в
электрических сетях 220, 500 кВ могут значительно (на 6−10%) превысить регламентированные, что
приводит к повышению аварийности электрооборудования. Для решения этой проблемы принимают-
ся специальные меры. В частности, осуществляют перевод синхронных турбогенераторов (СТГ) в
режимы потребления реактивной мощности. Это позволяет несколько снизить уровни напряжений,
но со временем приводит к ускоренному износу СТГ, а в ряде случаев − к аварийным отключениям
из-за разрушения торцевых зон статоров. Важным направлением в решении указанной проблемы яв-
ляется разработка и внедрение асинхронизированных машин (АСМ). В энергосистемах России и Ук-
раины введены в эксплуатацию асинхронизированные турбогенераторы (АСТГ) мощностью 110, 160,
200, 220, 320 МВт [8]. АСТГ в отличие от СТГ предназначены для работы в режимах не только выда-
чи, но и потребления реактивной мощности. АСТГ позволяют отказаться от установки шунтирующих
реакторов на линиях электропередачи, вывести параллельно работающие СТГ из неблагоприятных
для них режимов работы.
В существующих АСМ роторные обмотки подключены к преобразователям частоты через кон-
тактные кольца. Требования по повышению надежности машин исключают или ограничивают примене-
ние щеточно-контактных узлов. Поэтому актуальна разработка бесконтактных АСМ (БАСМ).
Системы возбуждения БАСМ с низкими частотами возбуждения разрабатываются на базе
многофазных каскадных возбудителей и непосредственных преобразователей частоты с естественной
коммутацией и модулированным входным напряжением (НПЧЕМ) [1−5]. НПЧЕМ обеспечивают вы-
сокое качество формы напряжения и тока нагрузки (U2 и I2) при cosϕ2 =1÷0,7 (ϕ2 = 0÷450). Работоспо-
собность НПЧЕМ сохраняется при cosϕ2>0,5 (ϕ2 <600) [4].
Актуальным является определение работоспособности НПЧЕМ бесконтактного асинхронизи-
рованного турбогенератора (БАСТГ), работающего при s < 0 в режимах выдачи и глубокого потреб-
ления реактивной мощности при наличии активной мощности нагрузки. Работоспособность преобра-
зователя определим по результатам исследований математических моделей турбогенератора [1−3, 5],
на основании которых разработаем рекомендации по выбору величины скольжения.
Цель работы: разработка рекомендаций по выбору скольжений бесконтактного асинхрони-
зированного турбогенератора в режимах выдачи и глубокого потребления реактивной мощности при
изменении активной мощности от нуля до номинальной.
Разработка рекомендаций проводится по результатам исследований моделей БАСТГ-200 с
номинальными параметрами: S=235 МВт; напряжение U=15750 В; частота f=50 Гц; cosϕ=0,85; сколь-
жение sN=-0,001. Число пар полюсов p=1, число фаз обмотки ротора mr=3.
Модели бесконтактного асинхронизированного турбогенератора. На рис. 1 показана схема
замещения основной электрической машины БАСТГ (асинхронного генератора, АГ). Активные и ин-
© Галиновский А.М., Бобер В.А., Дубчак Е.М., 2015
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1 73
дуктивные сопротивления рассеяния обмоток:
r1=0,00271 Ом; r′2=0,00285 Ом; x1 = 0,224 Ом; x′2 =
=0,188 Ом. Параметры ротора приведены к обмот-
ке статора. Коэффициент трансформации k=
=wr/ws=3,654, где wr, ws – эффективные числа вит-
ков обмоток ротора и статора. Сопротивление вза-
имоиндукции в номинальном режиме xm=2,46 Ом.
Сопротивления ротора вихревому току (rmas, xmas)
и индуктивность рассеяния массива (Lmas) в зави-
симости от скольжения даны в таблице [2, 5]. Со-
противления приведены к обмотке возбуждения.
На рис. 2 показана принципиальная элек-
трическая схема модели БАСТГ [2]. Статорная обмотка АГ подключена к сети (С). Трехфазная об-
мотка ротора АГ через три
фазные тиристорные преоб-
разователя (ТПA, ТПB, ТПC)
подключена к якорным об-
моткам многофазного кас-
кадного возбудителя (КВ),
который состоит из двух воз-
будителей с одинаковым
числом пар полюсов pB. Ти-
ристорный преобразователь
(ТП) расположен на вра-
щающейся части (ВЧ) маши-
ны. Параметры массива ро-
тора учтены дополнительной
трехфазной обмоткой (am, bm,
cm) с переменными парамет-
рами. Статорные обмотки
двух возбудителей (A1, B1, C1
и A2, B2, C2) подключены к
трехфазному источнику на-
пряжения частоты скольже-
ния fs АГ (ИВ). Направление
вращения поля статора пер-
вого возбудителя nB1 соглас-
но, а второго возбудителя nB2
– встречно направлению
вращения вала АГ n. На схе-
ме показаны номера ротор-
ных обмоток двух возбуди-
телей (1-1÷1-12 и 2-1÷2-12).
Частоты ЭДС роторных об-
моток: f21 = pВ ·f·(1–s)/p – fS;
f22 = pВ ·f·(1–s)/p + fS .
Фазные ЭДС роторных обмоток двух возбудителей ( )( )1 1 1sin 1 ,j i Вe A ω t j λ= ⋅ + − ⋅
( )( )2 2 2sin 1 ,j i Вe A ω t j λ= ⋅ + − ⋅ где Аi1=Аi2=Аi /2 – амплитуды ЭДС, ω1=2πf21, ω2=2πf22, λB=2π/mB –
угол сдвига между векторами фазных ЭДС, mB – число фаз роторной обмотки возбудителя. Вторым
нижним индексом j = (1÷mB) обозначены номера роторных обмоток возбудителей.
Роторные обмотки двух возбудителей соединены последовательно и подключены к трем фаз-
ным тиристорным преобразователям (ТП).
s, % 0 - 0,05 - 0,1 - 0,15 - 0,2 - 0,3 - 0,4
rmas, Ом 0,0125 0,0259 0,0418 0,0438 0,0404 0,0413 0,0405
rmas /s, Ом - ∞ - 51,9 - 41,8 - 28,8 - 20,2 - 13,8 - 10,1
xmas, Ом 0 0,0111 0,0125 0,0143 0,0162 0,0181 0,0202
xmas /|s|, Ом 675,8 22,2 12,5 9,5 8,1 6,0 5,0
Lmas 0 0.07066 0.0398 0.0303 0.0258 0.0192 0.016
xm
Imas Iδr
Eδ U1C
I1 I2
r1 r′2/sx1 x′2
xmas
U2C/s
rmas/s
Рис. 1
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
1-9
1-10
1-11
1-12
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
2-10
2-11
2-12
a
b
c
A B C A1 B1 C1
ИВ
A2 B2 C2
am
bm
cm
ТПA
n
nВ1 nВ2
ТПC
ТПB
С
АГ
ТП ВЧ
КВ
Рис. 2
74 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1
На вход тиристорного преобразователя фазы А (ТПА) подаются mi = mВ/3 биений напряже-
ний, полученные при последовательном соединении одноименных фаз двух возбудителей,
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )
1 1.1 2.1
2 1. 1 3 2. 1 3
1. 1 3 1 2. 1 3 1
sin cos ,
sin cos ,
sin 1 cos ,
i i i
A i з б
A i з B б
m A i з i B бm m
e e e A t t
e e e A t t
e e e A t m t
+ +
+ − + −
= + = ⋅ ω ⋅ ω
= + = ⋅ ω + λ ⋅ ω
= + = ⋅ ω + − ⋅λ ⋅ ω
KKKKKKKKKKKKKK
,,
где частота заполнения ωз =2πfз, fз = |f21+ f22|/2, частота биений напряжений ωб =2πfб, fб = |f21– f22|/2 = fs.
Роторные обмотки возбудителей, подключенные к тиристорным преобразователям ТПВ и
ТПС, соединены по правилу: номера обмоток первого возбудителя увеличены (уменьшены) на вели-
чину mi, а номера обмоток второго возбудителя уменьшены (увеличены) на величину mi по сравне-
нию с номерами обмоток возбудителей, подключенных к тиристорному преобразователю ТПА [3].
При этом на входы трех фазных ТП подаются три mi-фазные системы напряжений частоты заполне-
ния, промодулированные трехфазной системой напряжений с частотой биений.
В НПЧЕМ применены [1−4]: комбинированное потенциальное соединение обмоток источни-
ка, при котором в mi нулевые точки собираются группы обмоток с одинаковыми фазами ЭДС часто-
ты заполнения; комбинированный закон управления тиристорами по частоте заполнения и току на-
грузки, при котором совместное управление встречно включенными тиристорами осуществляется
при токе нагрузки, меньшем тока уставки.
На роторе БАСТГ расположена управляющая машина синхронного типа, число пар полюсов
которой равно числу пар полюсов возбудителей (pu = pB). При этом частота ЭДС обмотки якоря
управляющей машины (частота управления) равна частоте заполнения биений напряжений. Частота
нагрузки НПЧЕМ равна частоте биений напряжений, а значит, частоте скольжения АГ (частоте воз-
буждения возбудителей) n б sf f f= = .
Параметры модели. Обмотки АГ: r1=0,00271 Ом; r2=0,038 Ом; Lσ1=0,713 мГн; Lσ2=7,99 мГн.
Взаимоиндуктивность, приведенная к обмотке статора, Lm=5,22 мГн. Параметры дополнительной об-
мотки ротора (rmas, Lmas) приведены в таблице. Сеть: ri2=1 мОм; Li2=1⋅10–7 Гн. Источники напряжения:
ri=1⋅10–3 Ом; Li=1⋅10–7 Гн. Обмотки четырехполюсного возбудителя: m1в=3; m2в=12; r1в=0,175 мОм;
r2в=0,7 мОм; Lσ1в=1,114⋅10–6 Гн, Lσ2в=4,456⋅10–6 Гн; коэффициент трансформации kв=1; взаимоиндук-
тивность, приведенная к обмотке статора, Lmв=22,97⋅10–6 Гн. Параметры тиристоров в направлении
прямой проводимости: ri1=1⋅10–4 Ом, Li1=2.5⋅10–7 Гн, а в направлении обратной проводимости −
ri1=1⋅105 Ом, Li1=25 Гн. Длительность сигналов управления тиристорами по частоте заполнения
Tsu=900. В режиме холостого хода вращающегося преобразователя устанавливается упреждающий
угол управления тиристорами, αu=50. Уставка по току нагрузки iun=100 A.
Отметим особенности построения математической модели БАСТГ [1−3].
Каждая ветка источника напряжения описывается дифференциальным уравнением
i i i iн iкR I L pI E ϕ ϕ⋅ + ⋅ + = − ,
где p – оператор дифференцирования по времени, I – ток ветви, ϕiн, ϕiк – потенциалы начала и конца
ветви. Каждая обмотка статора и ротора АГ описывается дифференциальным уравнением
9 9
1 2
1 1
k k kn n kn n k kR I L pI pL I+ ⋅ + ⋅ = −∑ ∑ ϕ ϕ ,
где Rk – активное сопротивление k-ой обмотки, Lkk – индуктивность рассеяния k-ой обмотки, Lkn –
взаимоиндуктивности k-ой обмотки с другими обмотками, In – токи обмоток, ϕk1, ϕk2 – потенциал на-
чала и конца k-ой обмотки. Тиристор моделируется RL-цепью с переменными активным сопротивле-
нием и индуктивностью. В целом ветви схемы описываются матричным уравнением
ϕ×=×+×+×+× ϕKEKIpLpILIR E , (1)
где KE, Kφ – матрицы коэффициентов. Ветви структурных элементов соединены в узлы. Система
уравнений для узлов в матричной форме (Кi – матрица коэффициентов)
0=× IKi . (2)
К уравнениям (1) и (2) добавляются третье матричное уравнение связи токов и их производ-
ных. Система уравнений рассчитывается с использованием метода Эйлера. В этом случае третье мат-
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1 75
ричное уравнение имеет вид IKpIKhIK iipii ×=×⋅+× '' 00 , где K'i0, K'pi, Kii – единичные диагональ-
ные матрицы размером [n×n].
В целом математическая модель БАСТГ (рис. 2) представлена системой матричных уравне-
ний электрических цепей
0 0
0 0
0 .
E
i
i ii pi
R I pL I K E K L pI
K I
K I K I h K pI
× + × + × = × − ×⎧
⎪
= ×⎨
⎪ × = × − ⋅ ×⎩
ϕ ϕ
После преобразований ( )0 0 0 0i E i p iR I pL I K I K E K K h K L Nϕ× + × + × + × = + − ⋅ − × ,
где N – матрица неизвестных, включающая матрицы потенциалов, токов и производных токов, реше-
ние этого уравнения: ( ) ( )EKIKIpLIRLKhKKN Eipii ×+×+×+××−⋅−+= −
0000
1
ϕ .
Исследование модели турбогенераторов. Вначале приводим результаты исследований АГ
по схеме замещения. На рис. 3 показаны зависимости тока возбуждения генератора I2 и угла ϕ2 между
векторами напряжения и тока возбуждения от величины реактивного тока нагрузки генератора (I1r =
=−1 ÷ +1) при скольжении s = sN = const; на рис. 4 – зависимости токов возбуждения I2 от скольжения s
при токе нагрузки генератора I1 = I1N = const. Токи приведены в относительных единицах (о.е). Зави-
симости построены при разных значениях активного тока нагрузки генератора: 1 − I1a=0; 2 − I1a=0,1;
3 − I1a=0,2; 4 − I1a=0,6; 5 − I1a=0,85 (P1 = P1N). Нижними индексами «в» и «п» (рис. 4) обозначены соот-
ветственно режимы выдачи и потребления реактивной мощности генератора.
При работе гене-
ратора в режиме глубоко-
го потребления реактив-
ной мощности изменяется
направление передачи ре-
активной мощности в це-
пи обмотки возбуждения
генератора. При s=sN угол
нагрузки преобразователя
частоты в цепи обмотки
возбуждения достигает
величины |ϕ2|≈ 60o (точка
А на рис. 3, а).
По результатам
исследований модели АГ
при скольжении s=0÷2⋅sN
установлено: в режиме
глубокого потребления
реактивной мощности ге-
нератором угол нагрузки
преобразователя частоты
может превысить величи-
ну |ϕ2|=90o; в режиме вы-
дачи реактивной мощности |ϕ2| < 45o
.
Максимальный длительный ток возбуждения генератора I2max определяется при номинальной
нагрузке со скольжением s = 0 (точка A на рис. 4). Величина выдаваемой реактивной мощности при
Р1=0 ÷ Р1N ограничивается допустимой величиной I2max.
При неизменных сопротивлениях фазных обмоток возбуждения и одинаковой результирую-
щей намагничивающей силе (НС) возбуждения потери в трехфазной обмотке не зависят от величины
скольжения (включая s=0). При s≠0 потери равномерно распределены по трем фазным обмоткам воз-
буждения, что обусловливает их равномерный нагрев. При s=0 и протекании тока возбуждения по
двум фазным обмоткам потери выделяются только в этих обмотках. Таким образом, потери в одной
фазной обмотке при s=0 в 1,5 раза больше, чем при s≠0. Неравномерная нагрузка обусловливает не-
равномерный нагрев трех обмоток, а значит, повышение температуры одной или двух обмоток. По-
40
ϕ2, гр.
-80
20
0
-60
-1 -0,5 0 0,5 I1r, o.e.
1
2 3
4
-20
-40
5
I2, o.e.
0
1,5
1
0,5
-1 -0,5 0 0,5 I1r, o.e.
1
2
3
4
5
а
б
А
I2, o.e.
0,8
1,6
1
1в 2в
3в4в
1,4
1,2
5в
0
0,6
0,4
0,2
0 -0,0002 -0,0004 -0,0006 -0,0008 s
1п
2п
3п
4п
5п
А
Рис. 3 Рис. 4
76 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1
этому в режиме выдачи реактивной мощности рекомендуется работа БАСТГ с s≠0. Определение
скольжения необходимо проводить с учетом потерь в обмотке и массиве.
В режимах потребления реактивной мощности наибольшая величина тока возбуждения гене-
ратора меньше I2max примерно в 1,5 раза (рис. 4). Величина потребляемой реактивной мощности (при
s=0) ограничивается номинальным током статора генератора.
Приводим результаты исследований математической модели БАСТГ.
На рис. 5, а показа-
ны диаграммы напряжений
и токов модели БАСТГ-200
в режиме глубокого потреб-
ления реактивной мощнос-
ти при s=-0,001, I1a=0,2 о.е,
I1r=-0,6 о.е. Принятые обо-
значения: iA, iB, iC – токи в
обмотках статора АГ; ia, ib,
ic – токи в обмотках возбу-
ждения; ua, ub, uc – напря-
жение возбуждения; ima, imb,
imc – токи в массиве. В со-
ответствии с рис. 3, а угол
нагрузки НПЧЕМ ϕ2≈52o
(точ-ка А на кривой 3). Уп-
реждающий угол управле-
ния тиристорами (установ-
ка по режиму холостого хо-
да БАСТГ) αu=5o. Как видно из диаграмм, существенное искажение токов возбуждения (коэффициент ис-
кажения синусоидальности формы кривой тока kii=0,1818) приводит к недопустимым колебаниям ампли-
туды токов статора генератора. Высокое качество токов возбуждения и токов нагрузки генератора дости-
гается увеличением угла управления тиристорами (αu =30÷45o) [4]. Оно также может быть достигнуто
даже при повышенных скольжениях и работе с максимальным потреблением реактивной мощности.
Для примера на рис. 5, б показаны диаграммы напряжений и токов модели при s= -0,002, I1a=0, I1r=-1
о.е.
Заключение. 1. Вращающийся непосредственный преобразователь частоты с естественной
коммутацией и модулированным входным напряжением (НПЧЕМ) в цепи возбуждения бесконтакт-
ного асинхронизированного турбогенератора (БАСТГ) при скольжении s=0÷sN и Р1=0÷Р1N обеспечи-
вает высокое качество тока нагрузки при выдаче в сеть реактивной мощности.
2. При скольжении s≠0 в режиме глубокого потребления реактивной мощности БАСТГ изме-
няется направление передачи реактивной мощности по цепи обмотки возбуждения генератора. При
этом угол нагрузки НПЧЕМ достигает величины 600 и более, что может привести к нарушению рабо-
тоспособности НПЧЕМ и БАСТГ в целом.
3. С целью сохранения работоспособности НПЧЕМ при разных режимах работы БАСТГ, а
также равномерного нагрева трехфазных обмоток возбуждения в номинальном режиме и в режимах
выдачи реактивной мощности рекомендуется работа БАСТГ при следующих скольжениях: s=0 – в
режиме глубокого потребления реактивной мощности; s<0 – в номинальном режиме и режимах вы-
дачи реактивной мощности.
1. Бобер В.А., Галиновский А.М. Математическая модель бесконтактной асинхронизированной машины
с каскадным возбудителем в режимах генератора и двигателя // Гірнича електромеханіка та автоматика. – 2009.
– Вип. 83. – С. 95-104.
2. Бобер В.А., Галиновский А.М., Саратов В.А. Разработка и исследование математической модели бес-
контактного асинхронизированного турбогенератора с многофазным каскадным возбудителем // Праці ІЕД
НАН України. – 2012. – № 31. – С. 49–58.
3. Галиновский А.М., Бобер В.А., Ленская Е.А. Особенности построения и расчета вращающихся много-
фазных преобразователей частоты бесконтактных асинхронизированных машин // Енергетика: економіка,
технологія, екологія. – 2007. – № 1. – С. 45 –57.
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
-1000
-750
-500
-250
0
250
500
750
1000
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
-1
-0.5
0
0.5
1
x 10
4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
-1.5
- 1
-0.5
0
0.5
1
1.5
x 10
4
u, В
50
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 t, c
ua ubuc
i, кА
0
iaibic
–0,5 –50
100imaimb imc
0,5
–1
1
–100
5
–5
0
iA, iB, iC, кА iA, iB, iC, кА
10
5
–5
0
–10
u, В
200
0
–200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t, c
ua ubuc
i, кА
0
ia ibic
1
–1
–400
400
а б
imaimbimc2
–2
Рис. 5
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1 77
4. Галиновский А.М., Дубчак Е.М., Ленская Е.А. Электромашинно-вентильные преобразователи машин
двойного питания (часть 2) // Гірнича електромеханіка та автоматика. – 2010. – №85. – С. 159–169.
5. Саратов В.А. Слоистая модель и многозвенная схема замещения асинхронной машины / Сб. научн.
тр.: Регулируемые асинхронные двигатели. – Киев: Ин-т электродинамики НАН Украины, 1997. – С. 19–25.
6. Шакарян Ю.Г., Лабунец И.А. Внедрение асинхронизированных генераторов и компенсаторов на объ-
ектах единой энергетической системы // Энергетик. – 2005. – Вип. № 6. – С. 12–19.
7. Шакарян Ю.Г., Бобышев А.В. Новое энергетическое оборудование XXI века // Энергия России. −
2004. – № 9-10 (151-152). – С. 7.
8. Асинхронизированные машины: генераторы, компенсаторы / ОАО "НТЦ ФСК ЕЭС". –
:http://www.ntc-power.ru/innovative_projects/asynchronized_machines_generators_compen-sators/ (02.04.2014).
УДК 621.313.333
БЕЗКОНТАКТНИЙ АСИНХРОНІЗОВАНИЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР З ОБЕРТОВИМ ПЕРЕТВОРЮВАЧЕМ
ЧАСТОТИ В РЕЖИМАХ ГЛИБОКОГО СПОЖИВАННЯ І ВИДАЧІ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ
О.М.Галіновський , канд.техн.наук, В.А.Бобер, Є.М.Дубчак
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» ,
пр. Перемоги, 37, Київ, 03056, Україна. e-mail : alga40@mail.ru
Проведено аналіз роботи безконтактного асинхронізованого турбогенератора з трифазною обмоткою ротора з оберто-
вим безпосереднім перетворювачем частоти з природною комутацією та модульованою вхідною напругою в режимах гли-
бокого споживання та видачі реактивної потужності при зміні активної потужності від нуля до номінальної. Наведено
результати досліджень математичних моделей турбогенератора при різних величинах ковзання з урахуванням параметрів
масиву. Рекомендується робота турбогенератора з синхронною швидкістю обертання в режимі глибокого споживання
реактивної потужності та з асинхронною швидкістю − в режимі видачі реактивної потужності. Бібл. 8, табл. 1, рис. 5 .
Ключові слова: безконтактний, асинхронізований, турбогенератор, перетворювач.
BRUSHLESS ASYNCHRONOUS TURBINE GENERATORS WITH ROTARY CONVERTER IN MODES OF DEEP
CONSUMPTION AND ISSUANCE OF REACTIVE POWER
A.M.Galinovskiy, V.A.Bober, E.M.Dubchak
National Technical University of Ukraine «Kiev Polytechnic Institute»,
pr. Peremohy, 37, Kiev, 03056, Ukraine. e-mail : alga40@mail.ru
The analysis of brushless asynchronized turbine generator with the multiphase rotating direct frequency converter with natural
commutation and modulated input voltage was made. The purpose of the work is to develop recommendations for the choice of
covering asynchronized turbogenerator contactless modes of issuance and deep reactive power consumption when the active power
from zero to nominal. In the case of the issuance of the generator reactive power to the network frequency converter provides high
quality generator excitation current with changes in the slip from zero to the nominal value. In the case of generator reactive power
consumption of network asynchronous rotor speed changes the direction of the flow of reactive power through the circuit winding of
the generator. The angle load of converter reaches 60 electrical degrees or more, this can lead to malfunction of the converter. In
order to maintain efficiency of the converter at different modes of operation of the generator, as well as fore uniform heating the ex-
citing windings when reactive power generates to network it was recommended to work with synchronous speed in the mode of con-
sumption and asynchronous speed in the mode of issue of reactive power. References 8, table 1, figures 5.
Keywords: brushless, asynchronized, turbine generator, converter.
1. Bober V.A., Galinovskiy A.M. Mathematical model of noncontact asinchronized machine with a cascade exciter in the modes of
generator and engine // Hirnicha Elektromekhanika ta Avtomatyka. – 2009. – Vypusk 83. – Pp. 95–104. (Rus)
2. Bober V.A., Galinovskiy A.M., Saratov V.A. Development and research of mathematical model of brushless asinchronized tur-
bogenerator with a multyfase cascade exciter // Pratsi Instytutu Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. – 2012. – №
31. – Pp. 49 – 58. (Rus)
3. Galinovskiy A.M., Bober V.A., Lenskaya E.A. Features of construction and calculation of the revolved multyfases transformers of
frequency of brushless asinchronized machines // Enerhetyka: ekonomika, tekhnolohii, ekolohiia. – 2007. – № 1. – Pp. 45–57. (Rus)
4. Galinovskiy A.M., Dubchak E.M., Lenskaya E.A. Elektromashines-semiconductors transformers of machines of double feed (part
2) // Hyrnicha elektromekhanika ta avtomatyka. – 2010. – №85. – Pp. 159–169. (Rus)
5. Saratov V.A. The stratified model and iterative chart of substituting for an induction machine / Sbornik nauchnych trudov: Regulirue-
mye asinchronnye dvigateli. − Kiev: Institut Elektrodinamiki Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy, 1997. – Pp. 19–25. (Rus)
6. Shakaryan U.G., Labunets I.A. Introduction of asinchronized generators and compensators on the objects of the general power sys-
tem // Energetik. – 2005. – Vypusk 6. – Pp. 12–19. (Rus)
7. Shakaryan U.G., Bobylev A. New energy equipment XXI century // Energiia Rossii. – 2004. – № 9–10 (151–152). – 7 p. (Rus)
8. Asynchronized machines: generators, compensators / ОАО "NТC FSК ЕES". – Access mode: http://www.ntc-
power.ru/innovative_projects/asynchronized_machines_generators_compensators/ (02.04.2014). (Rus)
78 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2015. № 1
Надійшла 24.04.2013
Остаточний варіант 03.11.2014
|
| id | techned_org_ua-article-899 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:13:48Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/4c/1b94a9df5ec3ababc46bd3f63630b44c.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-8992022-12-29T12:10:10Z BRUSHLESS ASYNCHRONOUS TURBINE GENERATORS WITH ROTARY CONVERTER IN MODES OF DEEP CONSUMPTION AND ISSUANCE OF REACTIVE POWER БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Галиновский, А.М. Бобер, В.А. Дубчак, Е.М. brushless asynchronized turbine generator converter бесконтактный асинхронизированный турбогенератор преобразователь The analysis of brushless asynchronized turbine generator with the multiphase rotating direct frequency converter with natural commutation and modulated input voltage was made. The purpose of the work is to develop recommendations for the choice of covering asynchronized turbogenerator contactless modes of issuance and deep reactive power consumption when the active power from zero to nominal. In the case of the issuance of the generator reactive power to the network frequency converter provides high quality generator excitation current with changes in the slip from zero to the nominal value. In the case of generator reactive power consumption of network asynchronous rotor speed changes the direction of the flow of reactive power through the circuit winding of the generator. The angle load of converter reaches 60 electrical degrees or more, this can lead to malfunction of the converter. In order to maintain efficiency of the converter at different modes of operation of the generator, as well as fore uniform heating the exciting windings when reactive power generates to network it was recommended to work with synchronous speed in the mode of consumption and asynchronous speed in the mode of issue of reactive power. References 8, table 1, figures 5. Проведен анализ работы бесконтактного асинхронизированного турбогенератора с трехфазной обмоткой ротора с вращающимся непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией и модулированным входным напряжением в режимах глубокого потребления и выдачи реактивной мощности при изменении активной мощности от нуля до номинальной. Приведены результаты исследований математических моделей турбогенератора при разных величинах скольжения с учетом параметров массива. Рекомендуется работа турбогенератора с синхронной скоростью вращения в режиме глубокого потребления реактивной мощности и с асинхронной скоростью− в режиме выдачи реактивной мощности. Библ. 8, табл. 1, рис. 5. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2015-01-15 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/899 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2015): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 072 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2015): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 072 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/899/776 Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | бесконтактный асинхронизированный турбогенератор преобразователь Галиновский, А.М. Бобер, В.А. Дубчак, Е.М. БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ |
| title | БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ |
| title_alt | BRUSHLESS ASYNCHRONOUS TURBINE GENERATORS WITH ROTARY CONVERTER IN MODES OF DEEP CONSUMPTION AND ISSUANCE OF REACTIVE POWER |
| title_full | БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ |
| title_fullStr | БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ |
| title_full_unstemmed | БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ |
| title_short | БЕСКОНТАКТНЫЙ АСИНХРОНИЗИРОВАННЫЙ ТУРБОГЕНЕРАТОР С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ В РЕЖИМАХ ГЛУБОКОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ВЫДАЧИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ |
| title_sort | бесконтактный асинхронизированный турбогенератор с вращающимся преобразователем частоты в режимах глубокого потребления и выдачи реактивной мощности |
| topic | бесконтактный асинхронизированный турбогенератор преобразователь |
| topic_facet | brushless asynchronized turbine generator converter бесконтактный асинхронизированный турбогенератор преобразователь |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/899 |
| work_keys_str_mv | AT galinovskijam brushlessasynchronousturbinegeneratorswithrotaryconverterinmodesofdeepconsumptionandissuanceofreactivepower AT boberva brushlessasynchronousturbinegeneratorswithrotaryconverterinmodesofdeepconsumptionandissuanceofreactivepower AT dubčakem brushlessasynchronousturbinegeneratorswithrotaryconverterinmodesofdeepconsumptionandissuanceofreactivepower AT galinovskijam beskontaktnyjasinhronizirovannyjturbogeneratorsvraŝaûŝimsâpreobrazovatelemčastotyvrežimahglubokogopotrebleniâivydačireaktivnojmoŝnosti AT boberva beskontaktnyjasinhronizirovannyjturbogeneratorsvraŝaûŝimsâpreobrazovatelemčastotyvrežimahglubokogopotrebleniâivydačireaktivnojmoŝnosti AT dubčakem beskontaktnyjasinhronizirovannyjturbogeneratorsvraŝaûŝimsâpreobrazovatelemčastotyvrežimahglubokogopotrebleniâivydačireaktivnojmoŝnosti |