i i i dc i r U dc C dc

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "i i i dc i r U dc C dc"

Erzsébet Orbán
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Budapest Unversty of Technology and Economcs Department of Electrc Power Engneerng Szélgenerátorok és áramvektor szabályozásak Dr.Veszprém Károly Vllamos Gépek és Hajtások Csoport 1/18

2 Szélgenerátor típusok. A kétoldalról táplált asznkron szélgenerátor. () Mezőorentált és hálózatorentált szabályozások. Közvetlen szabályozások (nyomaték és fluxus valamnt hatásos és meddő teljesítmény). Szmulácós eredmények. Energatárolás lendkerékkel. Járulékos szolgáltatások. 2/18

3 A preferáltak a változó fordulatszámúak (frekvencaváltós). A frekvencaváltó tpkusan közbülső egyenáramú körös. Az áramrányítók vezérlése áramvektor szabályozás, cél: Optmáls nyomatékképzés. Optmáls hálózatra csatlakozás (cosϕ=1, sznuszos). TÍPUSOK 3/18

4 A kétoldalról táplált csúszógyűrűs asznkron szélgenerátort nagy teljesítményeken gyakran alkalmazzák, mert: A sebesség változtatás szokásos tartománya ±33% a sznkronpont körül az áramrányítók típusteljesítménye: P n /3. CL áramvektor szabályozása sznuszos hálózat áramot, egységny teljesítmény tényezővel képes produkáln. CM áramvektor szabályozása egységny teljesítmény tényzőjű állórész áramot szolgáltat (a rotor áramot sztátor fluxus orentáltan közvetlenül szabályozza, a sztátor áramot pedg közvetetten). Sőt, az eredő hálózat áram akár kapactív s lehet. Mnd motoros hajtás, mnd generátoros fékezés s lehetséges. w f f 1 = l IM r CM dc U dc C dc CL l TR Current vector controller Current vector controller 4/18

5 Mező és s hálózat h orentált szabályoz lyozás Cβ CCU p l β ref f1= f l IM CM u dc GC CL w ref U dcref p l CCU: Central Control Unt, ez állítja a lapátszög alapjelét (β ref ) és a szögsebesség optmáls alapjelét (w ref ). GC: Szabályozza a szögsebességet (w) CM-mel és a dc kör feszültségét (u dc ) CL-lel. Mndg van egy a szögsebesség szabályozásnak alárendelt nyomaték szabályozás, mvel a sebesség szabályozó (CW) állítja a nyomaték alapjelet (m ref ) am meghatározza a nyomatékképző rotor áram komponenst: rqref = m ref /ψ. P meas. Az állórész fluxus nagyságát (ψ) egy gépmodell számolja. A fluxus képző áram komponens alapjelét ( dref ) szntén beállíthatjuk. Ez közvetlenül meghatározza az állórészáram meddő komponensét és közvetve az állórész meddő teljesítményét (q=u l d ). A rotoráram rdref és az állórész áram dref fluxusképző komponense között kapcsolat: rdref =ψ/l m dref.. 5/18

6 Mezőorent orentált szabályoz lyozás fázs áramokkal w ref dref Machne Model CW IM CM u dc m ref rqref rdref raref rbref rcref CIA CIB u cra u crb CIC u crc 3 - phase PWM rdref rqref raref, rbref, rcref Hagyományos áramszabályozók (CIA, CIB, CIC) CM-t háromfázsú PWM modulátor vezérl. E verzónak előnye az állandó kapcsolás frekvenca. A szaggatott vonallal keretezett részt kétpont szabályozással s meg lehet valósítan. Ilyenkor a fázsáram változás sávja ( I) adható meg, és változk a kapcsolás frekvenca. 6/18

7 Mezőorent orentált szabályoz lyozás d-q rotoráram ram komponen- sekkel w ref dref IM Machne Model CW m ref rqref rdref CIQ CID u cq u cd u crx u cry CM SVPWM u dc d-q rotor ra, rb, rc rd rq CIQ, CID (hagyományos) u cd u crx u cq u cry CM-t térvektoros PWM (SVPWM) vezérl. E verzónak előnye az állandó kapcsolás frekvenca. Hátránya az gényelt két koordnáta transzformácó. 7/18

8 Közvetlen szabályoz lyozások: DTC és s IM CM Ezek közvetlenül szabályozzák az m nyomatékot (ll. p hatásos teljesítményt) és a ψ r rotor fluxus ampltúdót (ll. a q meddőteljesítményt). Aψ rref ψ rref alapjel a vzsgált esetben: = ψ 2 rdref +ψ 2 rqref ψ rdref w ref dref =ψ+ L Machne Model CW rdref rdref m ref ψrref Drect Torque Control Végeredményben az ezeket meghatározó rotoráram komponenseket ( rd, rq ) ndrekt módon szabályozzák. Előnye a jó dnamka és a robusztus vselkedés. Nem gényel koordnáta transzformácót, de a gépmodell elég bonyolult. r u dc DTC- 8/18

9 Szmulác cós eredmények SVPWM (1) [pu] w p r =m(w 1 -w) t Sznkron felett Sznkron alatt [pu] motor generátor m p m =mw A folyamat (vszonylagos értékek): Gyorsítás w=0.7-ről w ref =1.111-re Kezdet értékek: ψ=1, d =ψ/l m =0.5, q =0, rd =0, rq =0. Fő adatok: (vszonylagos értékek) U l =1; U dc =3=const.; L m =2, =0.2, R=R r =0.02; dref =0; 5.23kHz kapcsolás frekvenca. 9/18

10 Szmulác cós eredmények SVPWM (2) Park-vektorok A rotoráram rotor koordnáta rendszerben A rotoráram vektor forgásrány váltása jól megfgyelhető, am a sznkron szögsebességen való átmenetnek a következménye. 10/18

11 Szmulác cós eredmények SVPWM (3) Park-vektorok A rotoráram d-q koordnáta rendszerben A sztátor és a rotoráram d komponensek a fluxusképzésben szerepet cseréltek. A sztátor áram d-q koordnáta rendszerben A q komponensek motoros/generátoros előjelváltása s megfgyelhető. 11/18

12 Szmulác cós s eredmények DTC- Park-vektorok Kezdetben az állórész fedez a meddő teljesítményt ( sd 0,5), majd ezt a szerepet átvesz a szabályozott forgórész ( rd ψ s /L m 0.5). Ha a hálózatoldal áramrányító (CL) szntén egységny teljesítménytényezőre van szabályozva ( elven), akkor az eredő hálózat teljesítmény tényező s egy lesz. r ry rx 0 q 0 r d 0 q 0 s d 0 0 β λ α DTC- 12/18

13 A sztochasztkusan rendelkezésre álló szélenerga akkor lehet gazán hálózat (és rendszerrányító) barát, ha energatárolót alkalmazunk. A változás különböző spektrumara különböző tárolás elvek használhatók. A rövddejű (turbulens, max. 1-2 perces) változások kompenzálására lendítőkereket lehet alkalmazn. A hajtás, az elektronka, az áramrányítók vezérlés elve ugyanazok, mnt a szélgenerátornál. A hálózatoldal áramrányító megspórolható, ha az alább módon alakítjuk k a rendszert: v J FW ω ω FW SG IFW f 1 a b c f FW FWa FWb FWc CM CFWM G p G FW p FW C C L u dc CL La Lb Lc f L p L LENDKE- 13/18

14 A fordulatszám korlátok elérésének hatása LENDKE- Sebesség lmt 14/18

15 Teljesítményben s elérhetjük a korlátot Fordulatszám korlát: 4, 8, 12 Teljesítmény korlát: 6, 10 LENDKE- 15/18

16 Az áramrányítók járulékos feladatokat s képesek ellátn, akár szélmentes dőben s: 1. Aktív felharmonkus szűrés. 2. Meddőkompenzálás. 3. Aszmmetrkus terhelés kompenzálása. ~ ~ ~ - LOAD ref ua Sens. uλa Lλ Rλ λ a La a a b c CL dcλ Cdc R dc dcc udc dcg CG G u dcref u dc qrefo SYNC CU prefo pref α λ pref qref qref pq abc aref bref cref a b c CIA CIB CIC u u u ca cb cc 3Ph-PWM Da Db Dc Da Db Dc JÁ 16/18

17 Aktív felharmonkus szűrés és meddő kompenzálás (áramrányító felharmonkusa és meddőgénye) JÁ Felh. 17/18

18 Aszmmetrkus terhelés és meddő kompenzálás JÁ Aszmm. 18/18

Hasonló dokumentumok

6.9. Lendítőkerekes energiatárolók korszerű hajtásai és szabályozási módszerei Lendítőkerekes energiatároló hajtás működése

6.9. Lendítőkerekes energiatárolók korszerű hajtásai és szabályozási módszerei Lendítőkerekes energiatároló hajtás működése 6.9. endítőkerekes energiatárolók korszerű hajtásai és szabályozási módszerei 6.9.. endítőkerekes energiatároló hajtás működése A lendítőkerekes energiatároló az szögsebességgel forgó tehetetlenségi nyomatékú