Abstract
In this era of advanced computing where complex algorithms and expensive approaches are used to determine the machine parameters of a synchronous machine, this paper proposes a novel, economical and yet fundamental approach towards estimation of the d- and q-axis field and damper circuit parameters of a low/medium power wound-field synchronous machine. The proposed novel methodology employs fundamental voltage, current, flux linkage relationships of the 3-phase wound-field synchronous machine in a-b-c reference frame theory. Firstly, the proposed methodology has been explained in detail using analytical equations and then employed to determine the aforementioned parameters of a small laboratory synchronous machine. Other equivalent circuit parameters have been determined using conventional tests. Further validation of the proposed methodology was performed using two other larger machines with different nameplate ratings. Moreover, the aforementioned parameters of the larger machines were also experimentally determined using IEEE standard tests. Finally, a comparison of the results obtained employing the conventional and the proposed methodologies were performed and the proposed methodology has been established to be valid as the results are in close agreement
چکیده
در این عصر محاسبات پیشرفته که الگوریتم های پیشرفته وتکنیک های پرهزینه برای تعیین پارامترهای ماشین سنکرون استفاده می شوند، این مقاله روشی تازه، اقتصادی و بااین وجود، بنیادین را برای تخمین پارامترهای محورهای d و q مدار میدان و مدار میراگر یک ماشین سنکرون با سییم پیچ میدان با توان کم/متوسط را ارایه می دهد. روش جدید پیشنهاد شده، از روابط بنیادین ولتاژ،جریان، و نشتی شار یک ماشین سنکرون با سیم پیچ میدان سه فاز، در یک توالی مرجع a-b-c بهره می گیرد. نخست، روش پیشنهاد شده با جزییات آن توسط معادلات تحلیلی توضیح داده شده، و سپس برای تعیین پارامترهای نامبرده ی یک ماشین سنکرون کوچک آزمایشگاهی بکار گرفته شده است. پارامترهای دیگر مدار معادل، با استفاده از آزمایشهای قرار دادی تعیین شده اند. اعتبار بیشتر این روش، با بکازگیری آن در دو ماشین بزرگتر با پلاک های متفاوت، انجام شده است. به علاوه، پارامترهای نامبرده ی ماشین های بزرگتر نیز با استفاده از تست های استاندارد IEEE بطور تجربی تعیین شده اند. سرانجام، یک مقایسه بین نتایج بدست آمده از روش رایج و روش ارایه شده ی ما انجام شده و روش ما ه خاطر تطابق نزدیک آن با نتایج روش اصلی، معتبر شناخته شده است.
1-مقدمه
مقاله های زیادی _از اولین آنها توسط [1] و [2]، تا به امروز_ درباره ی تعریف، تعیین مشخصه، و اندازه گیری پارامترهای الکتریکی ماشین های سنکرون [3] و [4] نوشته شده اند. تست های صنعتی و استانداردهای اندازه گیری توسط اعضای معروف امریکای شمالی و روپا _یعنی IEEE 115, IEEE 1110, IEC و NEMA MGI-2006 نیز همچنین برای تعیین پارامترها و مطالعات پایداری و دینامیک، وجود دارند [5] و [7]. با وجود اینکه تحقیق بر روی تعیین پارامتر ماشین های سنکرون با میدان سیم-پیچی شده از دهه های پیشین آغاز شده است، این عنوان به دلیل نیاز به روش تعیین پارامتر بنیادین، ارزان قیمت، مطمین، و از همه مهم تر قابل اطمینان، هنوز هم مورد تحقیقات فعالی قرار می گیرد. دانستن پارامترهای صحیح مدار معادل ماشین سنکرون (SM)، پیشبینی های دقیق از دینامیک سیستم قدرت، مطالعات پایداری و کنترل لحظه ای توان و تحریک ورودی [5]-[8] را _برای جاهایی که ماشین معمولن در حالت ژنراتوری خود کار می کند_ ارایه می دهد....