Modelování pohonu se synchronním motorem

Ing. Martin BRŮHA

Diplomová práce

Modeling of synchronous motor drive

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá modelováním a detailní analýzou vysokonapěťového pohonu se synchronním motorem, který je napájen z frekvenčního měniče s proudovým střídačem (ventilový pohon). Jsou zde odvozeny rovnice šestifázového motoru a je rozebráno jeho náhradní schéma v rotujícím souřadném systému d,q. Dále je představen simulační model s prakticky autentickým řízením jako u reálného pohonu. Následuje popis hardwarové a softwarové části pohonu. Hlavní pozornost je v této diplomové práci zaměřena na elektromechanickou interakci mezi elektrickým pohonem a jeho mechanickou zátěží tvořenou jedním či více kompresory. Je vysvětlena důležitost torzní analýzy a aktivit pro omezení torzní interakce. Navržené úpravy v řídicích algoritmech jsou testovány na simulátoru vytvořeném v prostředí MATLAB/Simulink. V práci jsou prezentovány vybrané simulace ustálených stavů a přechodových dějů. V závěru je provedena validace simulací testováním a měřením 17-megawattového pohonu a úpravy řídicích algoritmů jsou testovány v reálném prostředí ? tzn. na postaveném prototypu pohonu plného výkonu.

Abstract:

This master thesis deals with modeling and detail analysis of a medium-voltage synchronous machine drive which is supplied from an indirect frequency converter with current-source inverter (LCI). The equations of dual three-phase synchronous machine are derived and its equivalent circuit diagram is shown. Further a simulation model with a real LCI control is introduced. A description of HW and SW of the drive follows. The simulations under both steady-state and transient conditions illustrate the behavior of the drive. This thesis mainly focuses on electromechnical interaction between electrical drive and its mechanical load which is in this case a compressor. The importance of torsional risk mitigation is explained. Few changes in control design to eliminate the torsional interaction are shown and tested on developed MATLAB/Simulink simulator. Finally, a validation of simulation results is performed by commissioning of 17- MW drive and new software changes are tested on a test bed.

Keywords

Vysokonapěťový elektrický pohon, šestifázový synchronní motor (zapojení dvojitá hvězda), zátěží komutovaný střídač (LCI), elektromechanická interakce, simulace, metoda konečných prvků.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 5. 2011

Zveřejnit od: 1. 1. 2099

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 31. 5. 2011
• Vedoucí: Doc. Ing. Zdeněk Peroutka, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Průmyslová elektronika a elektromechanika