Sähkömagneettisten kenttä- ja piiriyhtälöiden yhdistetty ratkaisu tahtigeneraattorin magnetoinnin säädön mallintamisessa

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Date
2003
Major/Subject
Sähkömekaniikka
Mcode
S-17
Degree programme
Language
fi
Pages
61
Series
Abstract
Tämän työn tavoitteena on yhdistää tahtikoneen numeerinen malli tilayhtälöillä mallinnettuun säätöpiiriin. FEM-ohjelman ja piirisimulaattorin välillä on heikko kytkentä, jolloin kumpikin ohjelma toimii itsenäisesti, mutta piirin muuttujat siirtyvät ohjelmien välillä jokaisella aika-askeleella. Simuloinnissa tahtikoneen magneettikenttä ratkaistaan FCSMEK-ohjelmalla ja mallia käsitellään yhtenä piirin osana. Muut komponentit mallinnetaan SIMULINK-mallinnusohjelmalla. Menetelmää on aiemmin kokeiltu epätahtikoneiden toiminnan mallintamisessa. Mallinnettu tahtikone on turbogeneraattori, jonka magnetointijärjestelmä sisältää magnetointimuuntajan, tyristorisillan ja diodisillan mallit. Säätöpiirissa on jännitteensäätäjän lisäksi tehostabilisaattori ja ylimagnetointirajoitin. Myös alimagnetointirajoittimen ja vuorajoittimen mallit on toteutettu, mutta niitä ei ole vielä liitetty säätöpiiriin. Säätöpiirin toiminta on ennen FEM-mallin yhdistämistä testattu analyyttisella tahtikonemallilla. FEM-malli on ensin liitetty yksinkertaiseen piiriin ja kokeiltu sen toimintaa sysäysoikosulkukokeen avulla. Seuraavaksi analyyttisen tahtikonemallin avulla on viritetty jännitteensäätäjän parametrit, ja molempien mallien toimintaa on arvioitu askelvastekokeiden avulla. Kokeiden tuloksia on verrattu mitattuihin arvoihin. Työn perusteella voidaan todeta, että numeerisen kenttälaskennan käyttäminen SIMULINK-ohjelmasta toimii hyvin, kun muut komponentit on mallinnettu SIMULINK-lohkoilla. Säätöpiirin suhteellisen helpon mallintamisen lisäksi SIMULINK-ohjelman käytöstä on hyötyä myös siksi, että MATLAB sisältää paljon mahdollisuuksia tulosten jatkokäsittelyyn ja esittämiseen. Tulosten parantamiseksi FEM-mallin parametreja pitäisi hioa, ja FEM-mallin ja piirin alkutilan yhteensovittaminen täytyisi tehdä tarkemmin, jotta piiri asettuisi nopeammin vakaaseen tilaan.
Description
Supervisor
Arkkio, Antero
Thesis advisor
Kanerva, Sami
Keywords
FEM, FEM, circuit simulator, piirisimulaattori, excitation control, magnetoinnin säätö, voltage regulator, jännitteensäätäjä
Other note
Citation