Redundantin sähkökäytön uudelleenkonfigurointi kaksikäämigeneraattorin ohjauksessa ilman tuotantokatkosta
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2018-08-20
Department
Major/Subject
Electrical Power and Energy Engineering
Mcode
ELEC3024
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
fi
Pages
54
Series
Abstract
Kaksikäämikone on kuusivaiheinen monivaihekone, jonka staattorikäämitys koostuu kahdesta kolmivaihekäämistä. Käämejä voidaan syöttää kahdella kolmivaiheisella taajuusmuuttajalla, mikä mahdollistaa redundanttisen toiminnan kolmella vaiheella. Tämän kaltainen redundanttinen kytkentä lisää sähkökäytön vikasietoisuutta ja vähentää käytön häviöitä pienellä teholla ajettaessa. Kaksikäämikoneen uudelleenkonfiguroinnilla ilman tuotantokatkosta tarkoitetaan toisen kolmivaihekäämin syötön poistamista tai kytkemistä takaisin ajon aikana. Tämän lisäksi vaatimuksena on pitää koneen momentti vakiona vaihtotilanteissa. Ajonaikainen uudelleenkonfiguraatio vaatii virtasäätöön menetelmän jakaa kokonaisvirtaa kolmivaihekäämien kesken, jotta koneen momentti saadaan pidettyä vakiona ja estetään nopeiden virtamuutosten aiheuttama välipiirijännitteiden nousu vaihtotilanteiden aikana. Työssä johdetaan kolme virranjakomenetelmää, jotka käyttävät eri kaksikäämikoneen mallinnustapoja. Esitellyistä kaksikäämikoneen malleista tunnetuimmat ovat kaksikäämikoneen kaksiakselimalli ja vektoriavaruushajotelma. Virranjakomenetelmien soveltuvuus ajonaikaiseen uudelleenkonfiguraatioon osoitetaan kaksikäämillisellä kestomagneettitahtikonekäytöllä suoritetuilla mittauksilla. Tämän lisäksi mittauksilla havainnollistetaan kaksikäämikoneen virtaharmonisten kompensoinnin merkitystä.A dual three-phase machine is a six phase machine with two three-phase stator windings. These windings can be supplied by two three-phase frequency converters allowing redundant operation with three phases. This increases fault tolerance of electric drive and decreases drive losses when only small power is required from the machine. Online reconfiguration of redundant dual three-phase generator drive refers to the removal or reconnection of one three-phase supply while machine is running. Additionally, machine torque has to stay constant during reconfigurations. Online reconfiguration requires arbitrary current sharing between three phase windings in order to keep torque constant and prevent DC link overvoltage caused by fast current steps. This thesis presents three current sharing techniques using different modeling approaches of dual three-phase machine. The most used models of the dual three-phase machine introduced in this thesis are dual three-phase modeling approach and vector space decomposition. Current sharing techniques are validated experimentally with dual three-phase permanent magnet synchronous generator drive. Furthermore, experimental results illustrate the effect of current harmonic compensation of dual three-phase machine.Description
Supervisor
Hinkkanen, MarkoThesis advisor
Pirttioja, TeppoKeywords
kaksiakselimalli, kaksikäämikone, monivaihekone, sähkökäyttö, vektoriavaruushajotelma, virtasäätö