Low-voltage synchronous generator excitation optimization and design

摘要

Tahtigeneraattorit suunnitellaan asiakkaiden tarpeiden mukaisesti. Automaattinen suunnittelu ja standardoidut ratkaisut ovat välttämättömiä generaattoreiden modifioimiseksi eri asiakkaille ja erilaisiin sovelluksiin sekä tilaus-tarjousprosessin nopeuttamiseksi.Tässä työssä suunnitellaan matalajännitteisen tahtigeneraattorin magnetointijärjestelmä. Magnetointi toteutetaan apukäämillä, joka käyttää ilmavälivuontiheyden yliaaltojen tehoa automaattisen jännitteensäätäjän syöttämiseksi. Työssä luodaan standardoitu ratkaisu apukäämille ja jännitteensäätöjärjestelmälle.Työssä tutkitaan erilaisia apukäämiratkaisuja ja valitaan optimaalinen ratkaisu matalajännitteiselle tahtigeneraattorille. Valitun apukäämiratkaisun analyyttinen mitoitus toteutetaan tietokoneohjelmana.Eri standardien ja luokituslaitosten magnetoinnille asettamia vaatimuksia tutkitaan. Myös apukäämillä syötetyn automaattisen jännitteensäätäjän vaatimuksia pohditaan, ja jännitteensäätöjärjestelmälle luodaan ratkaisu.Tämä diplomityö kuvaa matalajännitteiseen tahtigeneraattoriin valitun magnetointiratkaisun. Työssä esitetään apukäämiratkaisu, apukäämin mitoitusprosessi sekä automaattinen jännitteensäätöjärjestelmä.Työssä valittiin apukäämiratkaisu, jossa magnetointiteho otetaan ilmavälivuontiheyden perusaallosta sekä kolmannesta yliaallosta. Perusaaltoa käytetään tyhjäkäynnissä ja kuormituksessa ja kolmatta yliaaltoa oikosulussa. Tämä toteutetaan kahdella eri käämillä, jotka mitoitetaan erikseen oikosulku- ja kuormitustilannetta varten.Apukäämimagnetoinnin käyttäminen matalajännitteisissä tahtigeneraattoreissa yksinkertaistaa automaattista jännitteensäätäjäratkaisua. Kahta eri syöttötaajuutta käytettäessä käytettävän säätäjän tulee toimia katkojaperiaatteella tyristoritasasuuntaajan sijaan.