Registration Number
0826U000963, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
13-06-2026
popup.evolution
.
Title
Electrical control system for an asynchronous generator with a phase rotor of a wind-generating complex with compensation for the influence of a nonlinear load
Author
Artur O. Postil,
popup.head Oleksii V. Bialobrzheskyi
popup.opponent Mykola Y. Ostroverkhov
popup.opponent Yuriy Y. Shramko
popup.review Yurii V. Zachepa
popup.review Viacheslav Melnykov
popup.rada
Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University
Description
Постіл А. О. Електротехнічна система керування асинхронним генератором з фазним ротором вітрогенеруючого комплексу з компенсацією впливу нелінійного навантаження. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня (доктора філософії) за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» 14 «Електрична інженерія». – Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Кременчук, 2026.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі розробки електротехнічної системи керування асинхронним генератором з фазним ротором вітрогенеруючого комплексу з компенсацією впливу нелінійного навантаження.
Для аграрних підприємств та фермерських господарств актуальним завданням стає створення локальних систем генерації, які здатні підвищити безперебійність електропостачання та забезпечити енергетичну незалежність від традиційних енергоносіїв. Вітрова енергетика є одним із найбільш перспективних і екологічно безпечних рішень. На основі аналізу сучасних підходів встановлено, що оптимальним є використання асинхронних генераторів з фазним ротором. Застосування малопотужних напівпровідникових перетворювачів у колі ротора забезпечує стабільну частоту напруги статора при змінній швидкості вітру. Впровадження систем компенсації миттєвої потужності в алгоритми керування дозволяє незалежно регулювати активну й реактивну складові. Це мінімізує вплив на мережу та гарантує стабільність автономних енергосистем.
Проведено аналітичне дослідження заступної схеми асинхронної машини за умов змінної частоти та амплітуди напруги статора й ротора. З урахуванням коефіцієнта трансформації та ковзання визначено взаємний зв'язок між параметрами відповідних кіл, що дозволило математично описати передачу механічної енергії та потужності ротора до статорного кола. Отримані рівняння енергорозподілу, деталізовані для кожної фази, відбивають вплив зміни електричних параметрів обмоток на миттєву потужність. Розроблена імітаційна модель у середовищі графічного програмування дозволила дослідити роботу установки при лінійних та нелінійних навантаженнях, а також у режимах асиметрії статорних обмоток. Синтезовано комплексну систему управління, яка поєднує алгоритми регулювання роторного перетворювача та вдосконалену систему керування мережевим перетворювачем. Остання забезпечує ефективну компенсацію неактивних складових миттєвої потужності в точці приєднання та керування процесом заряду накопичувального конденсатора.
До основних наукових результатів належать:
Модифікація математичної моделі асинхронної машини з фазним ротором у фазній системі координат abc, яка базується на врахуванні індивідуальних значень активних опорів, індуктивностей розсіювання та взаємних індуктивностей для кожної з фаз обмоток статора й ротора.
Формулювання системи рівнянь миттєвої потужності асинхронної машини з фазним ротором у фазній системі координат abc для генераторного режиму, яка завдяки комплексному застосуванню гармонічного балансу для кожної фази окремо та сумарно за фазами виявляє особливості розподілу гармонійних складових миттєвої потужності.
Розвиток методу керування асинхронним генератором з фазним ротором в складі вітрогенеруючого комплексу, що дозволяє, окрім інтегральних показників активної та реактивної потужності, формувати миттєву потужність вищих гармонік для компенсації впливу нелінійного навантаження.
Удосконалення методу керування мережевим силовим перетворювачем асинхронного генератора з фазним ротором в складі вітрогенеруючого комплексу, шляхом формування додаткової зарядної потужності, яка забезпечує керований режим заряду накопичувального конденсатора в ланці постійного струму.
Практичне значення роботи полягає в розробці структури електротехнічного комплексу силової установки вітрогенератора на базі асинхронного генератора з фазним ротором, яка забезпечує поєднання функцій генерації цільової активної та реактивної потужності в мережу, з використанням принципу орієнтації за вектором потокозчеплення статора, шляхом регулювання струму ротора з одночасною компенсацією пульсуючої активної та реактивної миттєвих потужностей нелінійного навантаження.
Результати впроваджено в навчальний процес бакалаврських і магістерських програм за спеціальністю 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» у Кременчуцькому національному університеті імені Михайла Остроградського. Отримані методики використано під час виконання науково-дослідної роботи на ПрАТ «Полтавський ГЗК», а також при досліджені потокорозподілу потужностей в системі електроспоживання фермерського господарства «Агросвіт-СВ».
Ключові слова: асинхронний генератор з фазним ротором, pq теорія миттєвої потужності, векторне керування, компенсація миттєвої реактивної потужності, нелінійне навантаження, несиметрія параметрів, накопичувальний конденсатор, вищі гармоніки.
Registration Date
2026-04-09
popup.nrat_date
2026-04-09 / 2026-07-02
