The Double output induction generator for variable speed applications

Abstract

ÖZET DE?İŞKEN HIZ UYGULAMALAR İÇİN ÇİFT ÇIKIŞLI BİR ENDÜKSİYON GENERATÖRU SİSTEMİ Çadırcı, Işık Yüksek Lisans Tezi, Elektrik Ve Elektronik Müh. Bölümü Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Muammer Ermiş ODTÜ, Eylül 1988, 76 sayfa Bu çalışmada rotor bilezik uçları ile elektrik şebekesi arasına bağlı doğal geçişli, tam kontrollü iki çevirgeç yardımıyla denetlenen değişken hız, sabit frekans çift çıkışlı bir endüksiyon generatörünün kararlı durum başarımı incelenmiştir. Sistemin başarımı senkron altı ve senkron üstü olmak üzere geniş bir mil hızı değişim aralığında elde edi lmiştir. Bu amaçla generatörün sonsuz bir mekanik kaynaktan ve düşey eksenli, denetimsiz bir rüzgar türbini ile sürüldüğü durumlar ayrı ayrı incel enmişt ir. Bunun yanında generator sürücü arasındaki etkileşim gözlenmiş ve rüzgar enerjisi dönüşüm sistemi uygulamaları için eniyilenmiş sistem tasarımı gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu sistem endüksiyon generatörü kullanılan diğer rüzgar enerjisi dönüşüm sistemleri ile aynı konum ve türbin için yıllık elektrik enerjisi üretimi ve eniyilenmiş sistemlerin transfer eğrileri açısından karşı laştırı lmıştır.Bunun yanında, sargılı rotorlu bir endüksiyon makinasınm rotor devresi ile elektrik şebekesi arasına arka arkaya bağlanan iki çevirgeç yardımıyla bazı deneysel sonuçlar elde ed i 1 mistir. Degi şken hız sürücü koşulu ise dışarıdan uyarımlı bir doğru akım motoru ile sağlanmıştır. Anahtar sözcükler : Çift Çıkışlı Endüksiyon Generatb'rü, senkron altı, senkron üstü, rotor enerjisinin geri kazanımı vi

ABSTRACT THE DOUBLE OUTPUT INDUCTION GENERATOR FOR VARIABLE SPEED APPLICATIONS Çadırcı, Işık M.Sc. in Electrical and Electronics Engineering Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Muammer Ermiş METU, September 1988, 76 pages This thesis comprises the steady-state analysis of a variable speed constant-frequency double-output induction generator equipped with a natxira 1 1 y-commutated, contro 1 1 ed converter cascade between the rotor slip-ring terminals and the utility grid. `* The system performance is studied for a wide range of shaft speed variations, including both subsynchronous and, supersynchronous operating modes. Throughout the analysis, it is assumed that the generator is driven first, by an ideal source of mechanical power and, secondly by a practical vertical axis wind turbine without control. In the latter case, the prime-mover - generator interaction is examined and, optimum system design is carried out to maximize the annual energy production for the given site and turbine. Furthermore, the proposed system is compared in terms of annual energy production and, transfer characteristics 111with other wind energy conversion schemes employing induction generators. Some experimental -results are also obtained by means of a set-up which consists of a dc link converter connected between the rotor of a laboratory induction machine and the three-phase ac supply terminals through an autotransf ormer. A seperately excited dc motor is used to simulate the variable-speed prime-mover driving the double-output induction generator. Key words: Double-output induction generator, subsynchronous, supersynchronous, slip energy recovery iv