Analiza nenadzorovanega generatorskega obratovanja pri pogonu z devetfaznim sinhronskim strojemNovak, Tim (Avtor) Drobnič, Klemen (Mentor) večfazni pogonvečfazni strojregulacijaslabljenje poljadiodni toknenadzorovan generatorski režim delovanjazmanjšana zmožnost delovanjaMagistrsko delo obravnava zgradbo, regulacijsko zasnovo in obratovalne lastnosti 9 faznega pogona s posebnim poudarkom na delovanju v slabljenju polja. Osrednji element pogona je 9 fazni sinhronski stroj s površinsko nameščenimi trajnimi magneti, katerega fazna navitja so razdeljena v tri 3 fazne skupine, ki so prostorsko nezamaknjene. Pobliže sta predstavljeni dve izvedbi stroja, ki se razlikujeta v stopnji magnetne sklopitve med skupinami navitij: stroj z močno magnetno sklopljenimi skupinami (9SSmoč) in stroj s šibko magnetno sklopljenimi skupinami (9SSšib). V uvodnem delu je predstavljena evolucija 9-faznega stroja iz klasičnega 3-faznega stroja. Podane so vezalne sheme faznih navitij tako izhodiščnega 3-faznega stroja kot tudi 9SSmoč in 9SSšib. Predstavljen je dinamični model 3-faznega stroja, ki je nato s pomočjo matrike induktivnosti, s katero zajamemo tudi vpliv magnetne sklopitve skupin navitij, razširjen v dinamični model 9-faznega stroja. V osrednjem delu je predstavljen regulacijski princip regulacije navora 3 faznega stroja v rotorskem koordinatnem sistemu, na katerem temelji tudi pristop k regulaciji 9 faznega stroja. V nadaljevanju je opisana regulacijska zasnova 9 faznega pogona, vključno s prilagoditvami v slučaju izklopa oziroma izpada ene ali dveh skupin navitij. Posebna pozornost je dana regulaciji slabljenja polja, ki ob prehodu na 9 fazni pogon oziroma ob izklopu fazne skupine zahteva določene prilagoditve. Regulacijski algoritem smo implementirali na laboratorijskem modelu 9 faznega pogona, kar se izkazalo za precejšen izziv zaradi kompleksnosti pogonskega sistema ter številnih medsebojnih povezav, odvisnosti in vplivov med gradniki algoritma. V nadaljevanju smo na laboratorijskem modelu 9-faznega pogona (uporabili smo tako pogon z 9SSmoč kot tudi z 9SSšib) izvedli meritve v različnih obratovalnih stanjih. Poudarek je bil na obratovanju v področju slabljenja polja v slučaju izklopa ene oziroma dveh skupin navitij. V začetku smo opazovali tokovne razmere ob izklopu ene skupine navitij. Ker regulacijski sistem kljub izklopu skupine vzdržuje vrtilno hitrosti, se v izklopljeni skupini navitij inducira napetost. Ugotovili smo, da se ne glede na izvedbo stroja (9SSšib in 9SSmoč) v izklopljeni skupini navitij pojavi diodni tok, ki se zaključuje preko diod močnostnega pretvornika. Njegova amplituda se s povečevanjem vrtilne hitrosti povečuje, je pa močno odvisna tudi od parazitnih elementov v vezju. V primeru 9SSšib ima diodni tok značilno obliko podobno toku 6 pulznega diodnega usmernika, pri 9SSmoč pa ima tok nepravilno pulzirajočo obliko in občutno manjšo amplitudo kot 9SSšib. Izmerjene fazne tokove smo transformirali v rotorski koordinatni sistem, s čimer smo bolje ocenili neposreden vpliv diodnega toka na obratovanje pogona. Ugotovili smo, da se diodni tok neaktivne skupine navitij 9SSšib preslika v negativno navorotvorno komponento toka in torej ima zaviralni učinek. Tega diodni tok izklopljene skupine navitij v primeru 9SSmoč ne izkazuje. Poudarimo, da je pojav diodnega toka omejen na obratovanje v področju slabljenja polja. Enako meritev smo ponovili tudi za izklop dveh skupin navitij. Rezultati so pričakovani, saj razliko pravzaprav zaznamo zgolj v amplitudi tokov, ki je v aktivni skupini navitij tokrat nekoliko večja kot prej, amplitude diodnih tokov neaktivnih skupin navitij pa so nekoliko manjše, kar velja tako za 9SSmoč kot tudi za 9SSšib. Opravljena je bila tudi meritev, s katero smo opazovali vpliv magnetilnega toka na tokovne razmere v izklopljeni skupini navitij. Ob konstantni vrtilni hitrosti smo povečevali magnetilno komponento statorskega toka. Tako kot pri 9SSmoč kot tudi pri 9SSšib smo zaznali povečevanje amplitude diodnih tokov s povečevanjem magnetilne komponente statorskega toka, kar je bilo v nasprotju s pričakovanjem, da bi povečevanje magnetilnega toka zadušilo diodni tok neaktivnih skupin navitij. Opisani pojav bi bilo tako smiselno v prihodnosti bolje raziskati. Nazadnje je bila opravljena še meritev zmanjšane zmožnosti obratovanja 9SSmoč. Pravzaprav gre za meritev, pri kateri smo določili navorno karakteristiko ob izklopu ene oziroma dveh skupin navitij stroja. Na ta način smo opisali zmožnost obratovanja tovrstnega stroja v slučaju okvare, ob kateri bi bili primorani izklopiti eno oziroma dve skupini navitij, kar je ena ključnih prednosti večfaznih pogonov.20232023-08-24 14:36:36Magistrsko delo/naloga148484sl