آمار
| تعداد نشریات | 36 |
| تعداد شماره‌ها | 1,192 |
| تعداد مقالات | 8,579 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,988,788 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,032,646 |
بهبود مشخصه ماشین القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک با استفاده از یک مدار رتور جدید | ||
| الکترومغناطیس کاربردی | ||
| دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 24، فروردین 1401، صفحه 69-79 اصل مقاله (1.11 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| حسین باقری نقنه1؛ صمد تقی پور بروجنی* 2؛ ,عبدالرضا ربیعی2؛ نورالدین تقرابت3 | ||
| 1دانشجوی دکترا، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران | ||
| 2دانشیار، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران | ||
| 3استاد، پژوهشکده GREEN، دانشکده برق و مکانیک، دانشگاه لورن، فرانسه | ||
| تاریخ دریافت: 30 بهمن 1399، تاریخ بازنگری: 21 فروردین 1400، تاریخ پذیرش: 28 فروردین 1400 | ||
| چکیده | ||
| در مقاله حاضر، یک مدار جدید رتور برای یک ماشین القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک (BDFFIM) با سیم‌پیچی قدرت 8 قطب و سیم‌پیچی کنترل 4 قطب مطرح شده است. با استفاده از مدار رتور مطرح شده، تزویج متقابل سیم‌پیچی قدرت استاتور و مدار رتور و در پی آن تزویج متقاطع بین سیم‌پیچی‌های قدرت و کنترل استاتور این ماشین افزایش یافته است. بنابراین با استفاده از مدار رتور جدید یک ماشین BDFIM با ظرفیت گشتاور بالاتر به دست آمده است. برای ارزیابی رفتار ماشین یک مدل دینامیکی برای ماشین BDFIM پایه‌گذاری شده است و از آن به عنوان یک ابزار سریع جهت بررسی و مقایسه کردن مشخصه‌های ماشین مطرح شده با ماشین‌های BDFIM گذشته با حلقه‌های سری و موازی استفاده شده است. مدل دینامیکی ارایه شده بر مبنای مفهوم مدارهای با تزویج چندگانه بنا نهاده شده است. اندوکتانس‌های مغناطیس کنندگی ماشین متغیرهای این مدل هستند و با استفاده از روش تابع سیم‌پیچی به دست آمده‌اند. مدل دینامیکی تهیه شده با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود گذرا مورد اعتبار‌سنجی قرار گرفته است. در نهایت نشان داده شده است که با استفاده از مدار رتور مطرح شده، تزویج متقاطع بین سیم‌پیچی‌های استاتور افزایش یافته است و در نتیجه آن جریان مغناطیس کنندگی و تلفات اهمی در ماشین BDFIM مطرح شده کاهش یافته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ماشین القایی دو سو-تغذیه بدون جاروبک؛ تابع سیم‌پیچی؛ مدل‌سازی دینامیکی؛ تحلیل اجزا محدود؛ آشیانه با حلقه‌های سری و موازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Enhancement of the brushless doubly-fed induction machine characteristics using a new rotor circuit | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hosein Bagheri Naghneh1؛ Samad Taghipour Boroujeni2؛ Abdoreza Rabiee2؛ Noureddin Taghorabet3 | ||
| 1PhD student, Shahrekord University, Shahrekord, Iran | ||
| 2Associate Professor, Shahrekord University, Shahrekord, Iran | ||
| 3Professor, GREEN Research Institute, Faculty of Electrical and Mechanical Engineering, Laurent University, France | ||
| چکیده [English] | ||
| In the presented work, a new rotor circuit is proposed for a brushless doubly-fed induction machine (BDFIM) with 8-/4-pole power/control winding. Using the proposed rotor circuit, the mutual-coupling of the power winding and the rotor circuit, and consequently the cross-coupling between the power and control windings is increased. Therefore, a BDFIM with a higher torque capacity is obtained. A dynamic model is established for BDFIMs and used as a fast tool to investigate and compare the characteristics of the proposed machine with the extant BDFIMs with parallel and series loops. The dynamic model is founded based on the concept of multiple coupled circuits. The machine magnetizing inductances are the parameters of this model, obtained by using the winding function method. The provided dynamic model is validated by means of the time-stepping finite element analysis. Finally, it is shown that using the proposed rotor circuit, the cross-coupling of the stator windings is increased. Consequently, the magnetizing current and the Joule losses are decreased in the proposed BDFIM machine. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Brushless doubly fed induction machines, winding function, dynamic model, finite element analysis, circuits with parallel and series loops | ||
| مراجع | ||
|
[1] G. Esfandiari, M. Ebrahimi, A. Tabesh, and M. Esmaeilzadeh, “Dynamic Modeling and Analysis of Cascaded DFIMs In an Arbitrary Reference Frame,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 30, no. 3, pp. 999-1007 ,Sep. 2015. [2] N. Patin, E. Monmasson, and J. Louis, “Modelling and Control of a Cascaded Doubly Fed Induction Generator Dedicated to Isolated Grids,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 56, no. 10, pp. 4207- 219, Oct. 2009 . [3] S. Thaghipour Boroujeni, “Complex vector modeling of a doubly fed cascaded cage rotor induction machine,” Journal of Electr. Eng Springer, vol. 102, pp. 1831-1842, Sep. 2020. [4] S. Basak and C. Chakraborty, “Dual Stator Winding Induction Machine: Problems Progress and Future Scope,” Trans. Ind. Elec., vol. 62, no. 7, pp. 4641-4652, July 2015, [5] P. Han, M. Cheng, X. Wei, and N. Li, “Modeling and Performance Analysis of A Dual-Stator Brushless Doubly-Fed Induction Machine Based on Spiral Vector Theory,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 52, no. 2, pp. 1380 - 1389, March/April 2016. [6] F. Xiong and X. Wang, “Design of a Low Harmonic-Content Wound Rotor for the Brushless Doubly Fed Generator,” IEEE Trans. Energy Convers., vol .29, no.1, March 2014, pp.158-168 [7] R. Mahon, P. Roberts, X. Wang, and P. Tavner, “Performance of BDFM as generator and motor,” [8] S. Williamson, A. Ferreira, and A. Wallace, “Generalised theory of the brushless doubly-fed machine I-analysis,” IEE Proc. Electr. Po w. App., vol. 144, no.2, pp.111–122, March 2007. [9] H. Gorginpour, B. Jandaghi, and H. Oraee, “A novel rotor configuration for brushless doubly-fed induction generators, IET Electr. Power Appl,” vol. 7, p. 106. [10] L. Ou, X. Wang, F. Xiong, and C. Ye, “Reduction of torque ripple in a wound-rotor brushless doubly-fed machine by using the tooth notching,” Electric Power Applications IET, vol. 12, no. 5, pp. 635-642, 2018. [11] C. Kan, T. Ren, and Y. Hu, “Design and experimental analysis of a wound brushless doubly Fed machine based on a rotor with the reluctance effect,” vol. 13, no. 4, pp. 551-558, 2019. [12] F. Zhang, H. Wang, S. Yu, and D. Ma, “Rotor optimisation design and performance comparison of BDFG for wind power generation, IET Electr. Power Appl., vol. 13, no. 3, pp. 370-378, 2019. [13] H. R. Mohabati, J. S. Moghani, and S. T. Boroujeni, “Fully laminated shell-type three-phase rotating transformer for brushless applications ,” IET Electric Pow. Applications, vol. 9, no. 5, pp. 349-357. [14] H. R. Mohabati, J. S. Moghani, S. T. Boroujeni, “Complex vector modelling and sequence analysis of the integrated three-phase rotating transformer for design of a symmetrical structure ,” IET Electric Pow. Applications, vol. 10, no. 7, pp. 649-657. [15] T. D. Strous, H. Polinder, J. A. Ferreira, “Brushless doubly-fed induction machines for wind turbines: developments and research challenges” IET Electr. Power Appl., pp.1–10. [16] C. Ferreira and S. Williamson, “Time-stepping finite-element analysis of brushless doubly fed machine taking iron loss and saturation into account,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 35, no. 3, pp. 583–588, May/June 1999. [17] X. Wang and et all, “Modeling and Optimization of Brushless Doubly-Fed Induction Machines Using Computationally Efficient Finite Element Analysis,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol .52, no.6, pp. 4525-4534, Nov.-Dec. 2016. [18] F. Barati, S. Shao, E. Abdi, H. Oraee, and R. McMahon, “Generalized Vector Model for the Brushless Doubly-Fed Machine With a Nested-Loop Rotor”, Trans. Ind. Elec., vol. 58, no. 6, pp. 2313-2321, Aug 2010. [19] F. Blazquez, C. Veganzones, D. Ramirez, and C. Platero, “Characterization of the Rotor Magnetic Field in a Brushless Doubly-Fed Induction Machine,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 24, no.3, pp. 599 – 607, Sep 2009, [20] J. Chen and W. Zhang, “Harmonics in brushless doubly fed induction generator for torque ripple analysis and modeling,” IEEE Trans. Magn., vol.50, no.11, pp. 8203604, 2014. [21] X. Wang, T. D. Strous, D. Lahaye, H. Polinder, and [22] H. M. Hesar, H. A. Zarchi, and G. A. Markadeh, “Modeling and Dynamic Performance Analysis of Brushless Doubly Fed Induction Machine Considering Iron Loss,” IEEE Trans. Energy Convers , vol. 35, no. 1, pp. 193-202, 2020. [23] M. E. Mathekga ,S. Ademi ,and R. A. McMahon, “Brushless Doubly Fed Machine Magnetic Field Distribution Characteristics and Their Impact on the Analysis and Design,” IEEE Trans. Energy Convers., vol .34, no.4, pp.2180-2188, Dec. 2019 [24] R. Oraee, E. McMahon, S. Abdi, and S. Ademi, “Influence of Pole-pair Combinations on the Characteristics of the Brushless Doubly Fed Induction Generator,” has been accepted to be published in IEEE Trans. Energy Convers., [25] L. Han, X. Ou, J. Du, X. Han, and Y. Guo, “Study of Direct Coupling in Stator Dual Windings of a Brushless Doubly Fed Machine,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 32, no. 3, pp. 974-982, 2017. [26] E. Oraee, S. Abdi, R. McMahon and P. Tavner, “Effects of rotor winding structure on the BDFM equivalent circuit parameters,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 30, no. 4, pp. 1660-1669, Dec. 2015 [27] R. Mc Mahon and et all, “Characterising brushless doubly fed machine rotors,” IET Electr. Power Appl., vol.7, no. 7, pp.535–543. 2013, [28] X. Wang, “Modeling and Design of Brushless Doubly-Fed Induction Machines, Ph.D. thesis, TU Delf University, 2017. [29] R. McMahon, M. E. Mathekga, X. Wang, and M. R. Tatlow, “Design considerations for the brushless doubly-fed induction machine,” IET Electr. Power Appl., vol. 10, no. 5, pp. 394–402, 2016. [30] P. C. Robert, “A Study of Brushless Doubly-Fed Induction Machines,” Ph.D. thesis, Cambridge University, 2005 [31] H. Djadi, K. Yazid, and M. Menaa, “Parameters identification of a brushless doubly fed induction machine using pseudo-random binary signal excitation signal for recursive least squares method,” IET Electr. Power Appl., vol. 11, no. 9, pp. 1585–1595, 2017. [32] L. Alberti, N. Bianchi, and S. T. Boroujeni, “Finite element estimation of induction motor parameters for sensorless applications,” COMPEL, Tan. vol.31, no.1, pp. 191-205, 2012. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 979 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,076 |
||