Розроблення та дослідження в середовищі MATLAB моделі автономного синхронного генератора з регулюванням напруги збудження за допомогою тиристорного перетворювача

Abstract

Бакалаврська кваліфікаційна робота присвячена питанням моделювання та дослідження автономного синхронного генератора з регулюванням напруги збудження за допомогою тиристорного перетворювача на моделі, розробленій в середовищі MATLAB. У вступі роботи розкрито питання актуальності застосування синхронних генераторів в народному господарстві. Синхронні генератори є основним джерелом електроенергії в енергетичних системах усього світу. Одним із ключових процесів для їх стабільної роботи є збудження – створення магнітного поля, необхідного для генерації електричної напруги. Без правильно організованої системи збудження синхронний генератор не зможе забезпечити необхідні параметри напруги і стабільність роботи. Перший розділ присвячений огляду та аналізу збудження та збудження синхронних генераторів у вітрових установках для ефективної організації автономного електропостачання, особливо в умовах віддалених регіонів або малопотужних систем. У другому розділі проведено аналіз системи збудження синхронних генераторів та регулятори збудження. Система збудження генератора є комплексом пристроїв, що включають збудник, автоматичний регулятор збудження (АРЗ), пристрій швидкодіючого форсування збудження, засоби гасіння поля, збудження. В третьому розділі розглянута розробка в MATLAB моделі автономного синхронного генератора зі збудженням, додатковим блоком навантаженням та регулюванням напруги збудження за допомогою тиристорного перетворювача. В четвертому розділі здійснено дослідження моделі автономного синхронного генератора з збудженням, блоком навантаженням та регулюванням регулюванням напруги збудження за допомогою тиристорного перетворювача. Розглянуто також викривлення форми напруги під дією тиристорного перетворювача. У розділі 5 зроблено огляд питань охорони праці та безпеки жеттєдіяльності. Шостий розділ присвячений економічній частині, і в цьому розділі було описано розрахунок основних етапів, їх економічну доцільність. Об’єкт дослідження – автономний синхронний генератор зі збудженням. Предмет дослідження – перехідні процеси в автономному синхронному генераторі зі збудженням та регулюванням регулюванням напруги збудження за допомогою тиристорного перетворювача, в режимі збудження, зміни швидкості приводного вала, накиду навантаження. Мета дослідження: розробити та дослідити в середовищі MATLAB модель автономного синхронного генератора зі збудженням та регулюванням напруги збудження за допомогою тиристорного перетворювача.тиристорний перетворювач, регулювання напруги.

The bachelor's qualification work is devoted to the issues of modeling and research of an autonomous synchronous generator with excitation voltage regulation using a thyristor converter on a model developed in the MATLAB environment. The introduction of the work reveals the issue of the relevance of the use of synchronous generators in the national economy. Synchronous generators are the main source of electricity in power systems around the world. One of the key processes for their stable operation is excitation - the creation of a magnetic field necessary for generating electric voltage. Without a properly organized excitation system, a synchronous generator will not be able to provide the necessary voltage parameters and stability of operation. The first section is devoted to a review and analysis of excitation and excitation of synchronous generators in wind turbines for the effective organization of autonomous power supply, especially in remote regions or low-power systems. The second section analyzes the excitation system of synchronous generators and excitation regulators. The generator excitation system is a complex of devices that include an exciter, an automatic excitation regulator (AVR), a high-speed excitation forcing device, field quenching means, excitation. The third section discusses the development in MATLAB of a model of an autonomous synchronous generator with excitation, an additional load unit and excitation voltage regulation using a thyristor converter. The fourth section studies the model of an autonomous synchronous generator with excitation, a load unit and excitation voltage regulation using a thyristor converter. The distortion of the voltage shape under the action of a thyristor converter is also considered. Section 5 reviews the issues of labor protection and safety of work. The sixth section is devoted to the economic part, and this section describes the calculation of the main stages, their economic feasibility. Study object – an autonomous synchronous generator with excitation. Scope of research – transient processes in an autonomous synchronous generator with excitation and excitation voltage regulation using a thyristor converter, in the excitation mode, changing the speed of the drive shaft, and load shedding. Goal of research – to develop and investigate in the MATLAB environment a model of an autonomous synchronous generator with excitation and excitation voltage regulation using a thyristor converter.