Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej
na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej
Warsaw University of Technology - Electrical Engineering
Institute of Control and Industrial Electronics
Zakład Elektroniki Przemysłowej ZAKŁAD NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO
ELECTRICAL DRIVE DIVISION
Zakład Sterowania Zakład Maszyn Elektrycznych

STRONA GŁÓWNA

PRACOWNICY

DOKTORANCI

DYDAKTYKA

NAUKA

PRACE DYPLOMOWE

SEMINARIUM

STUDIA PODYPLOMOWE

OPROGRAMOWANIE

Autonomiczny układ wytwarzania energii elektrycznej z generatorem indukcyjnym zasilanym od strony wirnika współpracujący z magazynem energii

Typ Projektu/numer umowy badawczy własny
Instytucja Finansująca Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Tytuł Projektu Autonomiczny układ wytwarzania energii elektrycznej z generatorem indukcyjnym zasilanym od strony wirnika współpracujący z magazynem energii
Kierownik Projektu dr inż. Grzegorz Iwański
Wykonawcy Łukasz Drązikowski
Pozostali Wykonawcy Piotr Pura, Tomasz Łuszczyk
Okres realizacji Projektu 05.09.2008 - 04.09.2011
Budżet 309 000 PLN
Słowa kluczowe wytwarzanie energii, źródła odnawialne, prądnica dwustronnie zasilana, źródła autonomiczne, magazyny energii

Streszczenie projektu

Wytwarzanie energii elektrycznej w konwencjonalnych systemach wymaga stałej prędkości wirnika generatora niezależnie od wartości obciążenia. Układy energoelektroniczne służące przekształcaniu parametrów energii elektrycznej pozwalają na pracę źródła energii ze zmienną prędkością, dopasowaną do mocy zasilanych w danej chwili odbiorników. Pozwala to na przesuwanie się punktu pracy wzdłuż charakterystyk maksymalnej sprawności urządzenia napędzającego generator co w konsekwencji zmniejsza zużycie paliwa.

Szczególnie interesującym rozwiązaniem dla układów o dużej mocy jest przekształtnikowy układ wytwarzania energii elektrycznej z prądnicą indukcyjną pierścieniową. Przekształtnik energoelektroniczny zasila wirnik generatora indukcyjnego pierścieniowego dostarczając moc wzbudzenia podobnie jak w prądnicy synchronicznej z uzwojonym wirnikiem. Przekształtnik ten zapewnia również moc poślizgu wynikającą z różnicy między prędkością synchroniczną a prędkością chwilową. Zasadniczą zaletą układu z prądnicą indukcyjną pierścieniową, w stosunku do prądnicy synchronicznej, jest to, że obwód wzbudzenia jest trójfazowy i możliwa jest regulacja składowych wektora prądu wirnika co oznacza, że prędkość wirowania pola może być uniezależniona od prędkości mechanicznej za pomocą odpowiedniego układu regulacji. Takie uniezależnienie pozwala na uzyskanie zadanej częstotliwości napięcia wytwarzanego przez generator przy zmianach prędkości mechanicznej wirnika, przy czym zmiany te mogą być wywołane regulacją urządzenia napędzającego prądnicę jak w przypadku zespołów prądotwórczych opartych na silnikach spalinowych, turbinach gazowych itp., bądź naturą urządzenia napędzającego prądnicę np. turbiny wiatrowej. Cechą prądnicy indukcyjnej pierścieniowej, zasilanej od strony wirnika jest niewielka moc przekształtnika. Stanowi ona tylko pewną część mocy generatora przez co staje się atrakcyjnym rozwiązaniem dla układów wytwarzania energii o zmiennej prędkości generatorami dużej mocy.

Wykorzystując metodę regulacji napięcia prądnicy indukcyjnej przedstawioną w rozprawie doktorskiej pt. "Analiza autonomicznego układu wytwarzania energii elektrycznej z maszyną indukcyjną pierścieniową" planowane jest opracowanie całego, w pełni autonomicznego, układu wytwarzania energii współpracującego z urządzeniem napędzającym o regulowanej prędkości. Analiza pełnego modelu autonomicznego układu wytwarzania energii wymaga:

1. Opracowania metody regulacji dla przekształtnika dostarczającego moc do obwodu pośredniczącego napięcia zapewniającego stabilność napięcia DC przy pracy autonomicznej oraz zapewniającego prąd sinusoidalny.

2. Opracowania metody regulacji układu wytwarzania energii zapewniającego wysoką jakość napięcia przy zasilaniu odbiorników liniowych i nieliniowych.

3. Opracowania układu przekształtnikowego DC/DC sprzęgającego obwód pośredniczący przekształtnika z magazynem energii w celu poprawy jakości wytwarzanego napięcia w stanach przejściowych wywołanych zmianą prędkości oraz algorytmu regulacji przepływu energii z magazynu energii do obwodu DC i z obwodu DC do magazynu.

4. Analiza i opracowanie koncepcji regulacji zespołem przekształtników dla układu wytwarzania energii współpracującego z urządzeniem napędzającym o prędkości regulowanej i w pełni kontrolowanej (np. silnika o spalaniu wewnętrznym) jak i o prędkości zmiennej, niekontrolowanej lub kontrolowanej w stopniu ograniczonym (źródła odnawialne o zmiennej mocy wejściowej).

Planowane jest także rozwinięcie metody regulacji przekształtnikiem zasilającym wirnik o sprzężenie od składowych wektora prądu (sterowanie wektorowe).

Oś. Promocji Badań z zakresu Energoelektroniki | Wydz. Elektryczny | Politechnika Warszawska
Uwagi dotyczące użyteczności, zawartości, zauważonych błędów oraz pomysłów
na rozszerzenie tej strony proszę kierować do webmaster