Abstract
In this paper, the d- and q-axis synchronous reactances of homopolar inductor alternator (HIA) are calculated. First, an approximate 2D model of HIA is developed and its relative air-gap permeance function is described. The harmonic amplitudes of the per-unit quantity of relative air-gap permeance function are determined by 2D finite element analysis (FEA). Then, the analytical expressions for the synchronous reactances in the direct-axis (d-axis) and quadrature-axis (q-axis) are derived from magnetomotive force (MMF)-relative air-gap permeance function theory, including armature reaction reactance and armature leakage reactance. Finally, theoretical results are compared with the simulation and experimental results
چکیده
در این مقاله، راکتانس های سنکرون محورهای d و q آلترناتور القاگر (HIA) محاسبه شده است. ابتدا، مدل 2 بعدی تقریبی HIA ارائه شده است و تابع نفوذپذیری نسبی فاصله هوایی آن توصیف شده است. دامنه‌های هارمونیک با آنالیز المان محدود (FEA) تعیین شده است. سپس، جملات تحلیلی برای راکتانس سنکرون در محورهای مستقیم (d) و محور متعامد (q) از تئوری تابع نیروی محرک مغناطیسی (MMF)- نفوذپذیری نسبی فاصله هوایی شامل راکتانس عکس العمل آرمیچر و راکتانس نشتی آرمیچر گرفته شده است. در نهایت، نتایج تئوری با نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی مقایسه شده است.
1- مقدمه
ما تایید می کنیم که تئوری دو واکنشی در HIA قابل استفاده است [1] و بنابراین مرحله بعدی محاسبه ی راکتانس های سنکرون HIA در محورهای d و q است. در حال حاضر، دو روش برای محاسبه راکتانس سنکرون ماشین سنکرون وجود دارد، یکی روش عددی در مراجع 2 و 3 و دیگری مدل پارامتر تجمیع شده در مراجع 4 تا 6. برخلاف ماشین میدان شعاعی متداول، نه تنها میدان های شعاعی بلکه میدان های محوری نیز در مدار مغناطیسی HIA وجود دارد. بنابراین، FEA سه بعدی برای محاسبه ی راکتانس سنکرون HIA مورد نیاز است. اما، FEA سه بعدی در کاربردهای عملی زمان بر و نامناسب می باشد… تئوری تابع MMF- نفوذپذیری نسبی فاصله هوایی نوعی از مدل پارامتر تجمیع شده است و اغلب برای محاسبه ی اندوکتانس یا راکتانس ماشین الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد…