АЛГОРИТМ РОБАСТНОГО ПРЯМОГО ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМ ГЕНЕРАТОРОМ
ARTICLE_2 PDF (English)

Ключові слова

induction generator
direct field orientation
flux observer
DC-link voltage stabilization
variable speed
energy generation асинхронний генератор
пряме полеорієнтування
спостерігач потокозчеплення
стабілізація напруги ланки постійного струму
змінна швидкість
генерація енергії

Як цитувати

[1]
Peresada, S., Bozhko, S., Kovbasa, S. і Nikonenko, Y. 2021. АЛГОРИТМ РОБАСТНОГО ПРЯМОГО ВЕКТОРНОГО КЕРУВАННЯ АСИНХРОННИМ ГЕНЕРАТОРОМ. ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА. 4 (Чер 2021), 014. DOI:https://doi.org/10.15407/techned2021.04.014.

Анотація

У роботі розроблено новий робастний алгоритм прямого полеорієнтованого векторного керування автономними асинхронними генераторами (АГ). Запропонований регулятор використовує концепцію прямого полеорієнтування та забезпечує асимптотичне регулювання модуля вектора потокозчеплення ротора і напруги ланки постійного струму за умови, що навантаження в ланці постійного струму постійне або змінюється повільно. Підсистема регулювання потокозчеплення, розроблена з використанням другого методу Ляпунова, на відміну від стандартних конструкцій, має властивості замкненого контуру і, отже, вона є робастною до варіацій опору ротора. Для проектування підсистеми напруги використовується підхід декомпозиції на основі розділення в часі динаміки напруги та моментної складової струму статора. Лінеаризуючий зворотним зв’язком регулятор напруги розроблено з використанням рівняння балансу потужності АГ в усталеному режимі. Результуюча квазілінійна динаміка контуру регулювання напруги дає змогу використовувати просту процедуру налаштування регуляторів і забезпечує покращені динамічні характеристики за умови змінної швидкості первинного рушія та потокозчеплення. Результати порівняльного експериментального дослідження зі стандартним алгоритмом непрямого векторного керування також представлено задля порівняння з результатами застосування розробленого алгоритму. На відміну від існуючих рішень, розроблений алгоритм забезпечує стабілізацію показників якості регулювання системи за умови змінних швидкості та потокозчеплення. Експериментально показано, що робастний алгоритм керування забезпечує робастне регулювання  потокозчеплення і робастну стабілізацію динаміки моментної складової струму, що призводить до покращення енергетичної ефективності процесу електромеханічного перетворення. Запропонований регулятор може застосовуватися для систем генерування енергії зі змінною швидкістю. Бібл. 18, рис. 8.

https://doi.org/10.15407/techned2021.04.014
ARTICLE_2 PDF (English)

Посилання

Simoes M. G., Farret F. A. Modeling and analysis with induction generators. USA: CRC Press, 2014. 468 p.

Cardenas R., Pena R., Alepuz S., Asher G. Overview of control systems for the operation of DFIGs in wind energy applications. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2013. Vol. 60. No. 7. Pp. 2776-2798. DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2243372

Carunaiselvane C., Chelliah T. R. Present trends and future prospects of asynchronous machines in renewable energy systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 74. Pp. 1028-1041. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.069

Wu B. Lang Y. Zargari N. Kouro S. Power conversion and control of wind energy systems. Wiley-IEEE Press, 2011. 480 p.

Feehally T., Apsley J. M. The doubly fed induction machine as an aero generator. IEEE Transactions on Industry Applications. 2015. Vol. 51. No. 4. Pp. 3462-3471. DOI: https://doi.org/10.1109/TIA.2015.2413957

Lyra R. O. C., Silva S. R. , Cortizo P. C. Direct and indirect flux control of an isolated induction generator. Proc. International Conference on Power Electronics and Drive Systems (PEDS 95). Singapore, 21-24 February 1995. Vol. 1. Pp. 140-145. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDS.1995.404933

Levi E., Liao Y. Rotor flux oriented induction machine as a DC power generator. Proc. 8th European Conference on Power Electronics and Applications. EPE99. Lausanne, Switzerland, 7-9 September 1999. CD-ROM. Pp. 1-8.

Cimuca G., Breban S., Radulescu M. M., Saudemont C., Robyns B. Design and control strategies of an induction-machine-based flywheel energy storage system associated to a variable-speed wind generator. IEEE Transactions on Energy Conversion. 2010. Vol. 25. No. 2. Pp. 526-534. DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2010.2045925

Seyoum D., Rahman M. F., Grantham C. Terminal voltage control of a wind turbine driven isolated induction generator using stator oriented field control. Proc. 18th Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition. APEC03. Miami Beach, FL, USA, 9-13 February 2003. Vol. 2. Pp. 846-852. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.2003.1179315

Leidhold R., Garcia G., Valla M. I. Field-oriented controlled induction generator with loss minimization. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2002. Vol. 49. No. 1. Pp. 147-156. DOI: https://doi.org/10.1109/41.982258

Hazra S., Sensarma P. S. DC bus voltage build up and control in stand-alone wind energy conversion system using direct vector control of SCIM. Proc. 34th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics IECON08. Orlando, FL, USA, 10-13 November 2008. Pp. 2143-2148. DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2008.4758288

Meddouri S., Rastegarpour S., Ferrarini L., Idjdarene K. A nonlinear Lyapunov-based control for an autonomous variable-speed wind turbine. Proc. 6th International Conference on Clean Electrical Power ICCEIP17. Santa Margherita Ligure, Italy, 27-29 June 2017. Pp. 430-436. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCEP.2017.8004723

Bozhko S., Peresada S., Kovbasa S., Zhelinskyi M. Robust indirect field oriented control of induction generator. Proc. International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway, Ship Propulsion and Road Vehicles & International Transportation Electrification Conference ESARS-ITEC2016. Toulouse, France, 2-4 November 2016. Pp. 1-6. DOI: https://doi.org/10.1109/ESARS-ITEC.2016.7841421

Peresada S., Zhelinskyi M., Kovbasa S., Korol S. Indirect field oriented control of the saturated induction generators with linear PI regulators. Proc. 6th International Conference on Energy Smart Systems ESS2019. Kyiv, Ukraine, 17-19 April 2019. Pp. 138-143. DOI: https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764203

Levi E. Impact of cross-saturation on accuracy of saturated induction machine models. IEEE Transactions on Energy Conversion. 1997. Vol. 12. No. 3. Pp. 211-216. DOI: https://doi.org/10.1109/60.629705

Peresada S., Tonielli A. High-performance robust speed-flux tracking controller for induction motor. Adaptive Con-trol Signal Processing. 2000. Vol. 14. Pp. 177–200. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1115(200003/05)14:2/3%3C177::AID-ACS579%3E3.0.CO;2-2

Peresada S., Tilli A., Tonielli A. Theoretical and experimental comparison of indirect field-oriented controllers for induction motors. IEEE Transactions on Power Electronics. 2003. Vol. 18. No. 1. Pp. 151-163. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2002.807123

Peresada S., Kovbasa S., Korol S., Zhelinskyi N. Feedback linearizing field-oriented control of induction generator: theory and experiments. Tekhnichna elektrodynamika. 2017. No 2. Pp. 48-56. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2017.02.048

Zhelinskyi M. M. Vector control system of induction generator with robustness properties to parametric perturbations: Cand. techn. sci. diss. 05.09.03. National Technical University of Ukraine Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute. Kyiv, Ukraine. 2021. 216 p. (Ukr).

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Авторське право (c) 2021 Array

Переглядів анотації: 54 | Завантажень PDF: 14

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.