Nueva topología de máquina síncrona de campo herido sin escobillas controlada por un solo inversor
Autores: Bukhari, Syed Sabir Hussain; Memon, Ali Asghar; Madanzadeh, Sadjad; Sirewal, Ghulam Jawad; Doval-Gandoy, Jesús; Ro, Jong-Suk
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Nueva topología de máquina síncrona de campo herido sin escobillas controlada por un solo inversor
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propone
Excitación sin escobillas
Máquina síncrona
Inversor de fuente de voltaje controlado por corriente
Control de corriente basado en controlador de histéresis
Devanado armónico
Licencia
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Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una novedosa topología de excitación sin escobillas para una máquina síncrona trifásica basada en un inversor de fuente de voltaje controlado por corriente convencional (VSI). El inversor emplea un esquema de control de corriente basado en histeresis simple que le permite inyectar una corriente de armadura trifásica al devanado del estator que contiene un desplazamiento de corriente continua. Este desplazamiento de corriente continua genera una fuerza magneto-motriz adicional en la entrehierro. En el lado del rotor, se monta un devanado armónico adicional para aprovechar la potencia armónica del flujo en la entrehierro. Dado que se genera un flujo armónico de tercer orden en este tipo de topología, la estructura de la máquina también se modifica para acomodar el devanado armónico del rotor de tercer orden para tener un voltaje inducido a medida que el rotor gira a velocidad síncrona. Específicamente, se utilizan patrones de devanado de armadura y campo de cuatro polos, mientras que el devanado armónico está configurado para un patrón de doce polos. También se monta un rectificador de diodos en el rotor entre el devanado armónico y de campo. Por lo tanto, el voltaje generado en el devanado armónico alimenta la corriente al devanado de campo para la excitación. Se realizó un análisis de elementos finitos 2D (FEA) en JMAG-Designer para la evaluación del rendimiento y la verificación de la topología. Los resultados de la simulación son consistentes con la teoría propuesta. La topología podría reducir el costo y el volumen del devanado del estator en comparación con una máquina sin escobillas convencional, con un buen potencial para diversas aplicaciones.
Descripción
Este documento propone una novedosa topología de excitación sin escobillas para una máquina síncrona trifásica basada en un inversor de fuente de voltaje controlado por corriente convencional (VSI). El inversor emplea un esquema de control de corriente basado en histeresis simple que le permite inyectar una corriente de armadura trifásica al devanado del estator que contiene un desplazamiento de corriente continua. Este desplazamiento de corriente continua genera una fuerza magneto-motriz adicional en la entrehierro. En el lado del rotor, se monta un devanado armónico adicional para aprovechar la potencia armónica del flujo en la entrehierro. Dado que se genera un flujo armónico de tercer orden en este tipo de topología, la estructura de la máquina también se modifica para acomodar el devanado armónico del rotor de tercer orden para tener un voltaje inducido a medida que el rotor gira a velocidad síncrona. Específicamente, se utilizan patrones de devanado de armadura y campo de cuatro polos, mientras que el devanado armónico está configurado para un patrón de doce polos. También se monta un rectificador de diodos en el rotor entre el devanado armónico y de campo. Por lo tanto, el voltaje generado en el devanado armónico alimenta la corriente al devanado de campo para la excitación. Se realizó un análisis de elementos finitos 2D (FEA) en JMAG-Designer para la evaluación del rendimiento y la verificación de la topología. Los resultados de la simulación son consistentes con la teoría propuesta. La topología podría reducir el costo y el volumen del devanado del estator en comparación con una máquina sin escobillas convencional, con un buen potencial para diversas aplicaciones.