Asenkron Generatörlerin İncelenmesi

Abstract

m ÖZET Bu çalışmada, sığaç uyartımlı asenkron generatörün boşta ve dengeli yükte çalışmada geçici durum davranışının incelenmesi amacıyla Park Vektörlerini kullanan matematiksel bir model geliştirilmiştir. Matematiksel modellemeye geçmeden önce, konuyla ilgili kaynaklar taranmış, asenkron generatörler hakkında genel bilgi verilmiş, özuyartım olgusu anlatılmış ve sığaç uyartımlı asenkron generatörlere değinilmiştir. Ardından bire indirgenmiş Park Vektörleri ile yazılmış asenkron makina genel denklemleri ve sığaç uyartımlı asenkron generatörün generatör,yük ve uyartım sığaçlarının yıldız ve üçgen bağlantıları için Park Vektörü (uzay vektörü ) tanımları kullanılarak, boşta ve dengeli direnç-endüktans yükünde çalışmada sığaç uyartımlı asenkron generatörün bire indirgenmiş Park Vektörleri ile yazılmış denklemleri elde edilmiş ve matematiksel model oluşturulmuştur. Elde edilen denklemlerin çözümü ve böylelikle generatörün geçici durum davranışının sayısal benzetiminin yapılabilmesi için Fortran 77 programlama dilinde bir benzetim programı yazılmıştır. Mıknatıslanma reaktansının sabit olmaması ve doymalı bir davranış göstermesinden ötürü mıknatıslanma reaktansına mıknatıslanma akımımının kesirli bir işlevi olan bir eğri uydurulmuştur. Generatörün geçici ve sürekli durum davranışının incelenmesinin yanı sıra generator parametrelerinin generator başarımına etkisinin incelenmesi için deneyler yapılmıştır. Geçici durum davranışı incelenirken geliştirilen modelin doğruluğunun sınanması açısından benzetim sonuçları deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Geliştirilen matematiksel modelin karmaşık empedans matrisinden yararlanarak belli bir hızda özuyartımın başlaması için sığaç değerinden bağımsız gerekli en küçük yük direnci değerini bulmaya yönelik bir yöntem sunulmuştur.Değişik hızlar için hesaplanan en küçük yük direnci değerleri, belli sığaç değerleri için deneysel olarak elde edilen en küçük yük direnci değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonunda, elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş, kullanılan yöntem ve benzetim programının geçerliliği, doğruluğu ve kullanım alanları tartışılmıştır. Sonuçlar ve tartışmalardan yola çıkarak yöntem ve yöntemin uygulama alanlarına ilişkin geliştirme önerileri sunulmuştur.IV Anahtar Sözcükler : Asenkron generator, sığaç uyartımh asenkron generator, Park Vektörü, geçici durum davranışı,

ABSTRACT In this study, a mathematical model including park vectors has been developed in order to investigate the transient behaviour of a self-excited induction generator under balanced load conditions. Before modelling, the references have been scanned, a concise information about induction generator has been given, self-excitation phenomenon and self-excited induction generators have been mentioned. Following, using induction machine generalised machine equations formulated by Park Vectors in per unit system and park vector-space vector definitions of the self-excited induction generator together, the machine equations of the generator have been formulated by Park Vectors in per unit system for no load and balanced resistive and inductive load conditions. Owing to solve the equations and to simulate the dynamic behaviour of the generator, a Fortran 77 simulation program has been devised. Because of the fact that magnetising reactance is not constant and varying with magnetising current, a curve has been fitted to magnetising reactance which is a fractional polynom of magnetising current. Not only to investigate the transient and steady-state performance of the generator, but also to investigate the effects of the machine parameters on the generator performance, experiments have been done using a 4 pole 0,25 kW squirrel-cage induction generator driven by a dc motor. While investigating the dynamic behaviour of the generator, to validate the proposed model, experimental and simulation results have been compared. Using the complex impedance matrix of the generator, an algorithm has been devised to determine the critical load resistance for a given rotor speed regardless of the excitation capacitor values for the onset of the self-excitation. The calculated minimum load resistance values for different rotor speeds have been compared with the experimental values obtained for different capacitor values. Eventually, the results obtained have been assessed and discussed for the validity, accuracy and the application areas of the simulation method and the related computer program.Based on those discussions and conclusions, proposals have been put forward to develop the method and its application areas. Key Words: Induction generator, self-excited induction generator, Park Vector, transient analysis