Search

Today, three-phase voltage source converters (VSC) are connected to the grid through LCL-filters. This is because the LCL-filters can achieve higher damping than L-filters for the same volume, i.e. price. For the purposes of the LCL-filter design and optimization procedures usually all nonlinearities of the converter are neglected. The dead-time is a safety measure used to prevent the simultaneous conduction of semiconductor switches in the same phase leg of a given converter. Essentially, it represents a nonlinearity introduced into the system. This paper focuses on the deadtime concept and its influence on three-phase VSC performance in steady-state. The influence of dead-time is analysed by comparing harmonic spectrums of the converter AC voltage and the current at the point of common coupling for various values of dead-time. The use of simulation model is a simple and straightforward way to carry out this analysis. The simulation results, obtained for the case of zero dead-time and double-edge naturally sampled pulse width modulation (PWM), are numerically validated by comparing harmonic spectrums with well-known analytical solutions for the selected PWM strategy. The results presented in this paper clearly show that the dead-time should not be omitted from the harmonic spectrum analysis, and from the filter design and optimization procedures. This indicates that similar analysis should be done for other nonlinearities present in the system.

U radu je prikazan postupak za procjenjivanje utjecaja elektrolučne peći na treperenje i harmoničko izobličenje napona u točki priključka. U tu svrhu je razvijen matematički model sustava elektrolučna peć - mreža, pomoću kojeg se simuliraju trenutne vrijednosti napona u točki priključka radi analize treperenja i harmoničkog izobličenja napona u toj točki. Model je izrađen u programskom paketu Matlab-Simulink. Za elektrolučnu peć korišten je model strujnog izvora, a nadomjesna mreža modelirana je kao trofazni idealni naponski izvor s nadomjesnim induktivitetom u svakoj fazi. Zbog stohastičnosti valnih oblika struja peći, za analizu harmoničkog izobličenja napona u točki priključenja korišten je poseban postupak digitalnog filtriranja signala. Za proračun kratkotrajne i dugotrajne jakosti treperenja, na temelju norme IEC 1000-4- 15, razvijen je program u programskom paketu Matlab. Analiziran je utjecaj nove elektrolučne peći snage 60 MVA, koja se planira instalirati u željezari "CMC Sisak", na kvalitetu napona na 110 kV sabirnicama.

U radu je opisan postupak modeliranja zasićenja glavnog magnetskog kruga sinkronog hidrogeneratora koji se temelji na mjerenju sinkronih reaktancija u nizu stacionarnih radnih točaka. U tu svrhu provedena su mjerenja na 34 MVA generatoru u HE Peruća na temelju kojih su određene vrijednosti sinkronih reaktancija u d- i q-osi. Korištenjem tih rezultata definiran je model zasićenja glavnog magnetskog kruga generatora kao ovisnost sinkronih reaktancija o magnetomotornoj sili u d- i q-osi. Razvijeni model jednoznačno definira karakteristike zasićenja generatora u stacionarnom stanju, a ploha zasićenja koja se na taj način dobiva vrlo dobro aproksimira stvarno zasićenje magnetskog kruga stroja. Pomoću razvijenog modela zasićenja, između ostalog, analiziran je i efekt poprečnog magnetiziranja. Pored toga, definiran je algoritam pomoću kojega se, uz primjenu iteracijskog postupka, provodi simulacija stacionarnih karakteristika generatora s uračunatim utjecajem zasićenja. Provedena je usporedba simuliranih i mjerenih kvazistacionarnih odziva na generatoru u HE Peruća, pri čemu je dobiveno izvrsno slaganje rezultata simulacije s mjerenjima, čime je potvrđena valjanost razvijenog modela zasićenja.

U ovoj studiji analiziran je utjecaj elektrolučne peći snage 60 MVA, koja se planira instalirati u čeličani „ CMC Sisak, “ na kvalitetu napona na 110 kV sabirnicama „ TS Željezara“ s osnova dvaju standardnih pokazatelja kvalitete, harmoničke distorzije i treperenja napona. Radi usporedbe rezultata analize s ograničenjima koja su definirana odgovarajućim međunarodnim normama, u studiji se najprije daje pregled tih normi. Potom slijedi prikaz i analiza rezultata mjerenja koja su provedena na primarnoj strani transformatora u „ TS Željezara“ preko kojeg se planira napajati nova elektrolučna peć, a danas se preko njega napaja peć snage 12.5 MVA. U četvrtom poglavlju dana je analiza utjecaja nove elektrolučne peći na kvalitetu napona, pri čemu se razmatra harmoničko izobličenje i treperenje napona u točki priključka. Ta se analiza, uz već spomenuta mjerenja trenutnih vrijednosti struja elektrolučne peći u splitskoj željezari, temelji na podacima o nadomjesnoj reaktanciji mreže u točki priključka za karakteristična pogonska stanja. Vrijednosti tih reaktancija određene su iz podataka o strujama kratkog spoja koji su dobiveni od Operatora prijenosnog sustava. Analiza je provedena uz primjenu programskog paketa Matlab, bilo da su korištene postojeće programske rutine ili su razvijani novi programi za neke specifične obrade, kao što su određivanje vremenski promjenljivih harmonika ili proračun flikera.

Definirana je metodologija za identifikaciju parametara sinkronog hidrogeneratora u pogonu (on-line) koja se temelji na mjerenjima dostupnim u okviru sustava monitoringa hidroagregata. U postupku identifikacije koriste se podaci iz snimljenih odziva varijabli generatora u režimu malih pomaka, u kvazistacionarnom i tranzijentnom stanju, uz primjenu odgovarajućih estimacijskih modela i postupaka. Identifikacijski je postupak podijeljen u tri koraka, a teorijska provjera svakog koraka, temeljena na odgovarajućim simulacijskim odzivima, dala je vrlo dobre rezultate za sve parametre standardnog matematičkog modela sinkronog hidrogeneratora. Eksperimentalna su istraživanja provedena pomoću mjernog sustava koji je instaliran na generatoru snage 26 MVA u HE Peruća na rijeci Cetini. Prikazani su eksperimentalni rezultati za sinkronu reaktanciju u uzdužnoj i poprečnoj osi stroja. U radu je definiran i postupak za identifikaciju parametara nadomjesne mreže pomoću istog mjernog sustava. Točnost estimacije parametara nadomjesne mreže provjerena je mjerenjem na laboratorijskom modelu, a prikazani su i rezultati koji su dobiveni mjerenjem u stvarnom pogonu HE Peruća.

U projektu Centra sliva Like i Gacke obrađivane su slijedeće teme: Utvrđivanje stanja na hidroelektranama, regulacijske funkcije, analitički računi protoka i optimiranje rada HE, koncepcija daljinskog vođenja iz CSLIG-a i stupanja automatizacije iz HE, potrebne rekonstrukcije i prilagođenja sustava automatizacije u HE, signali razmjene između HE i CSLIG-a, koncept dijagnostičkog monitoringa hidroagregata, obračunska mjerenja za potrebe CSLIG-a.

A new procedure for the armature leakage reactance of the synchronous generator determination is proposed. The procedure is based on measurement of the phase displacement between the fundamental harmonics of the armature voltage and the generator air gap flux density. The accuracy of the algorithm for the phase displacement determination, which is based on Discrete Fourier Transform (DFT), is proved by the laboratory measurement first. After that, measurements on the synchronous generator in HEPP Peruća on Cetina River in Croatia are performed. Two sensors are used for the air gap flux density measurement: the Hall sensor and the measuring coil. To prove the proposed procedure, on the same generator the applied voltage test with rotor removed is performed, too. It is proved that a measuring coil can not be used as the flux density sensor because of the system error due to the air gap field harmonics. On the other hand, when the Hall sensor is used one should pay attention to the voltage noise due to the armature reaction fundamental harmonic. This voltage noise can be minimized by performing measurement at a particular operating point of the generator. The theoretical criterion for determination of this particular operating point is defined in this paper.

U članku je prikazana jedna nova metoda za određivanje kuta opterećenja sinkronog stroja s istaknutim polovima. Metoda se temelji na mjerenju armaturnog napona i zračnog raspora stroja, što je sastavni dio suvremenog sustava monitoringa sinkronih hidroagregata. Za određivanje pomaka rotora prema osnovnom harmoniku armaturnog napona koristi se sirovi signal iz senzora zračnog raspora. Razvijeni algoritam za određivanje kuta opterećenja u realnom vremenu najprije je testiran korištenjem sintetičkih podataka koji se dobivaju pomoću standardnog matematičkog modela generatora. Nakon toga provedena su eksperimentalna istraživanja na 26 MVA generatoru u HE Peruća. Valjanost predložene metode provjerena je na temelju usporedbe s jednom drugom metodom koja se temelji na mjerenju položaja rotora pomoću magnetskog senzora. Predloženi algoritam za određivanje kuta opterećenja u realnom vremenu ima zadovoljavajuću točnost i zahtijeva vrlo kratko vrijeme procesiranja. Za primjene koje ne zahtijevaju procesiranje u realnom vremenu, primjerice, za identifikaciju parametara generatora, točnost se dodatno povećava primjenom odgovarajućeg algoritma za procesiranje podataka izvan realnog vremena.

Ovom studijom daje se razrada sustava gospodarenja hidroelektranama u vlasništvu EP HZHB Mostar u cilju optimalnog vođenja proizvodnje, uvažavajući prethodno izrečene opće i posebne uvjete unutar kojih će se sustav promatrati. U okviru ove studije, razrađene su slijedeće komponente sustava vođenja proizvodnje EP HZHB Mostar 

U projektu Centra sliva rijeke Cetine obrađivane su slijedeće teme: Utvrđivanje stanja na hidroelektranama, regulacijske funkcije, analitički računi protoka i optimiranje rada HE, koncepcija daljinskog vođenja iz CSRCE i stupanja automatizacije iz HE, potrebne rekonstrukcije i prilagođenja sustava automatizacije u HE, signali razmjene između HE i CSRCE, koncept dijagnostičkog monitoringa hidroagregata, obračunska mjerenja za potrebe CSRCE-a.

Ova je studija zamišljena kao jedna od mogućih podloga (a to je i njezina svrha) za sve buduće poslove povezane s daljnjom izgradnjom sustava automatizacije pojedinih objekata i HES-a Senj kao cjeline. Sukladno tome, prikupljanje i analiza svih mogućih iskustava koji se tiču automatizacije hidroelektrana (HE) općenito, a HE hidroenergetskog sustava Senj posebno, nametnulo se kao osnovni cilj studije. Pri izradi studije korištene su već napravljene studije i idejni projekti u kojima su s različitih osnova analizirana pitanja koja se tiču pojedinih objekata hidroenergetskog sustava Senj, a za samo strukturiranje gradiva korištena je slična studija koja je 2005. rađena za hidroelektrane na slivu rijeke Cetine. Studija je usmjerena na područje automatizacije u funkciji sustava nadzora i upravljanja hidroelektranama i ostalim objektima hidroenergetskog sustava Senj, bilo pojedinačno ili iz budućeg centra. Na osnovi osobnih iskustava i saznanja autora, te prenešenih iskustava i znanja drugih u Hrvatskoj i svijetu, u studiji se ukazuje na neke osnovne elemente o kojima treba voditi računa pri rekonstrukciji i daljnjoj izgradnji sustava automatizacije HE i njegova podizanja na višu razinu uvođenjem novih tehnologija. Gradivo je podijeljeno u dva dijela. U prvom dijelu obrađene su teme koje su povezane s identifikacijom i u pravilu su specifične za konkretnu hidroelektranu, a u drugom dijelu one teme koje su zajedničke svim hidroelektranama. Prvi dio knjige, koji obuhvaća prvih pet poglavlja, bavi se identifikacijom objekata, postrojenja i procesa, te sustava automatizacije na razini pojedinih elektrana i sustava veza na razini HES-a Senj. Pod pojmom automatizacija hidroelektrane podrazumijeva se jedinstvo dvaju sustava. Prvo, to je sustav upravljanja, signalizacije, zaštite, mjerenja i regulacije (USZMR) i, drugo, to je procesno informacijski sustav (PROCIS). Sustavi USZMR i PROCIS obuhvaćaju sekundarnu opremu za nadzor i upravljanje hidromehaničkom i primarnom opremom. U primarnu opremu ubrajaju se: proizvodne jedinice, rasklopno postrojenje, vlastita potrošnja i pomoćni pogoni. Oprema u sustavu USZMR-a neposredno je povezana s primarnom opremom, a sastoji se od mjernih članova, zaštitnih uređaja, mjernih i signalizacijskih uređaja, izvršnih elemenata, lokalnih upravljačkih jedinica i regulacijskih jedinica. USZMR omogućuje lokalni nadzor i ručno upravljanje, lokalno automatsko upravljanje i regulaciju te sučelje prema nadređenoj razini. PROCIS je nadogradnja USZMR-a na višoj hijerarhijskoj razini koja omogućuje: pojedinačno upravljanje funkcijskim grupama, grupno upravljanje i daljinsko upravljanje iz nadređenog centra. Identifikacija je obavljena na tri načina: (1) pregledom i analizom dostupne tehničke dokumentacije, što je rađeno u suradnji s pogonskim osobljem, (2) intervjuiranjem pogonskog osoblja u slučajevima kada je dokumentacija bila nedostatna i (3) obilaskom i pregledom postrojenja. Na taj način prikupljen je golem broj podataka koji su prikazani u posebnim tablicama. Premda je identifikacija rađena za potrebe studije, tj. s manje detalja nego što je to potrebno kada se radi o samoj izvedbi sustava automatizacije HE, ona je zahtijevala ogroman trud i vrijeme jer je za većinu podataka i informacija bila nužna provjera na samom terenu. U drugom, zajedničkom dijelu studije, daje se analiza sustava automatizacije u funkciji načina rada pojedine HE (6. poglavlje), te ocjena stanja tehnike i tehnologije u području automatizacije HE (7. poglavlje). U tom drugom dijelu knjige, prema opsegu i sadržaju, dominantno je 6. poglavlje gdje je dana podrobna analiza upravljačkih i regulacijskih funkcija koje se već pojavljuju ili će se sve više pojavljivati u HE Senj. Među ostalim, analizirana je sekundarna regulacija frekvencije i snage razmjene, sekundarna regulacija napona i jalove snage te grupno upravljanje hidroelektranom. Pritom su obrađena i neka elementarna teorijska pitanja, što se činilo potrebnim s obzirom na činjenici da kod nas gotovo ne postoje iskustva u području grupnog upravljanja i sekundarne regulacije napona i jalove snage Određena pozornost posvećena je i odnosu načina rada hidroelektrane i upravljačkih funkcija koje treba automatizirati, a dana je i kratka analiza pristupa rekonstrukciji sustava automatizcije HE.

In this paper, a new step-by-step approach to identify the parameters of an induction machine combining free acceleration and deceleration transient data is presented. The measurement of the stator line voltages and currents is required only. The free acceleration torque characteristic is used in order to identify the inertia and to avoid the influence of the harmonic fields effect on the identification accuracy. The rotor resistance is identified from both free acceleration and deceleration transients data, and in that way the skin effect factor is determined. The identification results are compared with the motor parameters obtained by performing locked-rotor and no-load tests.

Sukladno spoznaji o posebnosti svake pojedine HE, cjekokupno gradivo studije Analiza automatizacije hidroelektrana vodotoka Cetine ...... podijeljeno je u pet knjiga, po jedna za svaku hidroelektranu: HE Peruća, HES Orlovac, HE Đale, HE Zakučac i HE Kraljevac. Svaka je knjiga podijeljena u dva dijela. U prvom dijelu obrađene su teme koje su povezane s identifikacijom i u pravilu su specifične za konkretnu hidroelektranu, a u drugom dijelu one teme koje su zajedničke svim hidroelektranama. Prvi dio svake knjige, koji obuhvaća prvih pet poglavlja, bavi se identifikacijom objekata, postrojenja i procesa, sustava automatizacije na razini hidroelektrane i sustava veza na razini sliva Cetine. Pod pojmom automatizacija hidroelektrane podrazumijeva se jedinstvo dvaju sustava. Prvo, to je sustav upravljanja, signalizacije, zaštite, mjerenja i regulacije (USZMR) i, drugo, to je procesno informacijski sustav (PROCIS). Sustavi USZMR i PROCIS obuhvaćaju sekundarnu opremu za nadzor i upravljanje hidromehaničkom i primarnom opremom. U primarnu opremu ubrajaju se: proizvodne jedinice, rasklopno postrojenje, vlastita potrošnja i pomoćni pogoni. Oprema u sustavu USZMR-a neposredno je povezana s primarnom opremom, a sastoji se od mjernih članova, zaštitnih uređaja, mjernih i signalizacijskih uređaja, izvršnih elemenata, lokalnih upravljačkih jedinica i regulacijskih jedinica. USZMR omogućava lokalni nadzor i ručno upravljanje, lokalno automatsko upravljanje i regulaciju te sučelje prema nadređenoj razini. PROCIS je nadogradnja USZMR-a na višoj hijerarhijskoj razini koja omogućuje: pojedinačno upravljanje funkcijskim grupama, grupno upravljanje i daljinsko upravljanje iz nadređenog centra. Identifikacija je obavljena na tri načina: (1) pregledom i analizom dostupne tehničke dokumentacije, što je rađeno u suradnji s pogonskim osobljem, (2) intervjuiranjem pogonskog osoblja u slučajevima kada je dokumentacija bila nedostatna i (3) obilaskom i pregledom postrojenja. Na taj način prikupljen je golem broj podataka koji su prikazani u posebnim tablicama. Premda je identifikacija rađena za potrebe studije, tj. s manje detalja nego što je to potrebno kada se radi o samoj izvedbi sustava automatizacije HE, ona je zahtijevala ogroman trud i vrijeme koji gotovo da nisu bili primjereni zadanim okvirima studije. Naime, pokazalo se da je za većinu podataka i informacija bila nužna provjera na samom terenu, tj. raspoloživa dokumentacija nije bila dostatna. U drugom, zajedničkom dijelu studije, daje se analiza sustava automatizacije u funkciji načina rada pojedine HE (6. poglavlje), te ocjena stanja tehnike i tehnologije u području automatizacije HE (7. poglavlje). U tom drugom dijelu knjige, prema opsegu i sadržaju, dominantno je 6. poglavlje gdje je dana podrobna analiza upravljačkih i regulacijskih funkcija koje se već pojavljuju ili će se sve više pojavljivati u HE cetinskoga vodotoka. Među ostalim, analizirana je sekundarna regulacija frekvencije i snage razmjene, sekundarna regulacija napona i jalove snage te grupno upravljanje hidroelektranom. Pritom su obrađena i neka elementarna teorijska pitanja, što se činilo potrebnim s obzirom na činjenicu da kod nas gotovo ne postoje iskustva u području grupnog upravljanja i sekundarne regulacije napona i jalove snage. Određena pozornost posvećena je i odnosu načina rada hidroelektrane i upravljačkih funkcija koje treba automatizirati, a dana je i kratka analiza pristupa rekonstrukciji sustava automatizacije HE. U sedmom poglavlju opisane su tehnološke značajke važne pri izboru sekundarne opreme za HE i pri izgradnji novih infrastruktura u elektroenergetskom sustavu, danas i u bliskoj budućnosti. To se odnosi na: ritam promjene sekundarne tehnološke opreme ; proces razvoja i integracije sustava USZMR i PROCIS ; razvoj sustava dijagnostičkog monitoringa agregata, evoluciju alata sustava zaštite i tzv. "super-infrastrukture" za poboljšanje pogona elektroenergetskog sustava.

U radu je prikazan postupak za identifikaciju sinkrone reaktancije u uzdužnoj i poprečnoj osi hidrogeneratora tijekom pogona (on-line) koji se temelji na mjerenjima koja su dostupna u okviru sustava dijagnostičkog monitoringa hidroagregata. Razmatrana su dva identifikacijska postupka. Prvi se temelji na mjerenjima u stacionarnoj radnoj točki i poznavanju faktora redukcije uzbudne struje, a drugi na snimanju kvazistacionarnih odziva u okolišu radne točke i primjeni odgovarajućeg estimacijskog algoritma. Pokazano je da se drugi postupak, inače teorijski korektan, ne može primijeniti u stvarnim pogonskim uvjetima. U prvom postupku, faktor redukcije uzbudne struje određuje se na temelju karakteristika praznog hoda i kratkog spoja generatora. Mjerenja su obavljena na generatoru u HE Peruća (26 MVA), a prikazani su rezultati mjerenja sinkrone reaktancije u uzdužnoj i poprečnoj osi dobiveni za različite radne točke generatora. Prikazani su također i rezultati mjerenja rasipne reaktancije armaturnog namota istoga generatora.

U studiji se mogu se prepoznati dva karakteristična dijela, studijski i istraživački. U studijskom dijelu, koji obuhvaća 2. i 3. poglavlje, najprije se daje pregled stanja i razvoja monitoringa hidroagregata, što je temeljeno na dostupnoj literaturi te na iskustvima svjetskih i domaćih tvrtki iz tog područja. Nadalje, detaljno se opisuje nadzor pojedinih veličina koje ulaze u standardni dijagnostički monitoring kao što su vibracije, parcijalna izbijanja, zračni raspor i magnetska indukcija u zračnom rasporu. Istraživački dio studije obuhvaća 4. i 5. poglavlje. U 4. je poglavlju opisan sustav koji je nazvan monitoring električnih veličina hidrogeneratora. Taj je sustav postavljen na generatoru 1 u HE Peruća, u eksperimentalne svrhe, a definiran je na način da u njega ulaze veličine koje su mjerodavne za ponašanje generatora u stacionarnim i dinamičkim stanjima. To su naponi i struje armature, napon i struja uzbude, položaj rotora i polje u zračnom rasporu. Sustav je izgrađen u suradnji HEP-a, FESB-a Split i tvrtke VESKI Zagreb, te predstavlja logičnu dogradnju sustava za nadzor tranzijenata koji je ranije razvila spomenuta tvrtka. Jedna je značajka sustava mjerenje trenutnih vrijednosti napona i struja, za razliku od uobičajenog nadzora efektivnih vrijednosti kada se struje i naponi uvode u sustav monitorinaga kao procesne veličine. Druga je značajka uvođenje kuta zakreta rotora u monitoring hidroagregata, što je učinjeno radi određivanja kuta opterećenja generatora. Na taj način bili bi ispunjeni uvjeti za primjenu matematičkog modela generatora za analizu i dijagnostiku pogonskih događaja. Primjena matematičkih modela u svrhu dijagnostičkih analiza moderna je tendencija prisutna i u monitoringu industrijskih postrojenja. Primjerice, kod elektromotornih pogona s asinkronim motorima kod kojih se u tu svrhu snimaju naponi, struje i brzina vrtnje. Eksperimentalni sustav za monitoring električnih veličina, koji je postavljen na generatoru 1 u HE Peruća, zamišljen je u prvom koraku kao osnova za istraživanje i razvoj metode za određivanje kuta opterećenja u stacionarnim i prijelaznim režimima rada generatora u stvarnom pogonu. Razvoj sustava za određivanje kuta opterećenja bio je, dakle, prvi cilj istraživanja. Dva su razloga postavljanju toga cilja: (1) poznavanje kuta opterećenja nužan je uvjet za uvođenje matematičkog modela u dijagnostičku analizu stanja generatora i (2) ne postoje uređaji za mjerenje kuta opterećenja generatora osim za laboratorijske svrhe. Drugi cilj koji je bio postavljen, a to je istraživanje i razvoj postupka za identifikaciju parametara hidrogeneratora tijekom pogona (on-line), direktno je ovisio o točnosti postupka za određivanje kuta opterećenja. Tijekom istraživanja koja su provedena u okviru ovog projekta razvijen je jedan poseban identifikacijski postupak koji je na teorijskoj razini provjeren i uspoređen sa sličnim postupcima iz literature. Pritom je pokazano da razvijeni identifikacijski postupak ima neke prednosti kao što su veća pouzdanost i manja osjetljivost na inicijalne vrijednosti parametara. Nakon što je uspješno riješen problem određivanja kuta opterećenja, bilo je moguće izvršiti neke provjere i u stvarnom pogonu generatora u HE Peruća. U tom smislu provedena je on-line identifikacija sinkrone reaktancije u uzdužnoj i poprečnoj osi za različite radne točke generatora 1. Istraživan je i jedan postupak za određivanje rasipne reaktancije armaturnog namota tijekom pogona generatora, koji se također temelji na mjerenjima u okviru sustava monitoringa električnih veličina. Nadalje, razvijen je i provjeren, u laboratoriju i u stvarnom pogonu HE Peruća, postupak za on-line identifikaciju reaktancije nadomjesne mreže, tj. reaktancije kratkog spoja na stezaljkama generatora. U 5. poglavlju studije opisana su navedena istraživanja i prikazani su dobiveni rezultati. Još jednom valja naglasiti da su ti rezultati ostvareni zahvaljujući eksperimentalnom sustavu monitoringa električnih veličina hidrogeneratora koji je, u okviru ovog projekta, bio osmišljen, postavljen i testiran na generatoru 1 u HE Peruća. U 6. poglavlju studije dani su određeni prijedlozi za uvođenje monitoringa hidroagregata u hidroelektranama PP HE Jug. Ti su prijedlozi zasnovani na analizama stanja i tendencija u razvoju monitoringa hidroagregata u svijetu i kod nas, ali i na rezultatima istraživanja koji su ostvareni u okviru ove studije odnosno znanstvenog projekta Estimiranje varijabli i parametara električnih strojeva.

This paper presents a method for start-up of sensorless brushless DC motor. A specific switching technique is applied to bring the motor speed to a threshold value required for regular sensorless operation. The procedure is based on bringing the rotor in the known position and determination of the instant of the first commutation by a special experiment. The start-up procedure is integrated with the back EMF zero-crossing detection sensorless strategy and tested on the laboratory setup.

Opisan je sustav monitoringa električnih veličina koji je postavljen na generatoru 1 u HE Peruća. Sustav je definiran tako da se nadziru veličine koje su mjerodavne za ponašanje generatora u stacionarnim i dinamičkim stanjima: naponi i struje armature, napon i struja uzbude, kut zakreta rotora i polje u zračnom rasporu. Za mjerenje kuta zakreta rotora instalirana su i istraživana dva nezavisna sustava (mjerenje pomoću enkodera, odnosno pomoću magnetskog senzora), pa su definirana i dva nezavisna postupka za određivanje kuta opterećenja. Signal ulančenog toka mjernog svitka u zračnom rasporu omogućava identifikaciju rasipne reaktancije armaturnog namota. Odabir postupka identifikacije zahtijeva daljnja teorijska i eksperimentalna istraživanja. Suvremeno koncipiran sustav trajnog monitoringa u HE Peruća, uz razvoj odgovarajuće programske podrške, pruža mogućnost za on-line identifikaciju parametara sinkronog generatora i nadomjesne mreže uz primjenu standardnog estimacijskog algoritma. U članku se opisuju neka iskustva i daju rezultati koji su ostvareni u razvoju sustava monitoringa postavljenog na generatoru u HE Peruća.

Prikazan je sustav monitoringa električnih veličina sinkronog generatora koji je instaliran na generatoru 1 u HE Peruća. Definirani su postupci za on-line identifikaciju parametara generatora i nadomjesne mreže koji se temelje na snimanju nadziranih veličina u tom sustavu. Točnost estimacije parametara nadomjesne mreže provjerena je mjerenjem na laboratorijskom modelu, a prikazani su i rezultati koji su dobiveni u stvarnom pogonu HE Peruća. Točnost estimacije parametara generatora provjerena je teorijski pomoću odgovarajućih simulacijskih rezultata.

This paper describes a method for estimating the parameters of an three-phase induction motor using the measurements of the stator line voltages and currents during startup transient. The identification method presented minimizes errors in the observed properties of loss functions in the least-squares sense using a Levenberg-Marquardt method. A special procedure for the initial estimates of the motor parameters is presented. The parameters obtained using the identification method are compared with ones obtained from standard tests.

A method is presented for determining brushless DC-motor parameters for the purpose of state variables estimation. The parameter identification procedure, consisting of the experimental test and measuremental test and numerical computation, is based on minimization of the difference between the measured and simulated values for the same operating point. To determine the resistence and the inductance of the stator winding, experimental test by a step change of the reference current were carried out. This produced a current vaweform similiar to the one appearing in the actual drive. In addition, to determine the constant of the back electromotive force a generator no-load test were performed. The results of parameter identification are presented and discussed.

This paper describes a method for simultaneous state variables and parameters estimation of a brushless DC motor. The extended Kalman filter is applied for motor state variables and parameters estimation using measured values of the stator line voltages and currents. The experimental results of the speed, rotor position and stator resistance estimation are presented. The results are obtained using two variants of the estimation algorithm. The first one deals with only state motor variables, and in the other one the motor variables and stator resistance are estimated simultaneously. By introducing the estimation of the stator resistance the speed estimation accuracy is increased, particularly at low speed.

A method of determining the brushless DC motor parameters for the purpose of the state variables estimation is presented. The parameter identification procedure, consisting of the experimental test and numerical computation, is based on the minimization of the difference between the measured and simulated values for the same operating point. To determine the phase resistance and the inductance of the stator winding the experimental tests by a step change of the reference current were carried out. Thus, the current vaweform similiar to the one appearing in the actual drive was obtained. In addition, to determine the constant of the back electromotive force a generator no-load test was performed. The results of the parameter identification are presented and discussed.

U radu je prikazana metoda za estimiranje brzine vrtnje i položaja rotora elektronički komutiranog motora (EKM). Pri osmišljavanju metode analizirani su iz literature poznati postupci estimiranja kod EKM-a, sinkronog motora s permanentnim magnetima na rotoru i asinkronog motora. Prikazana se metoda temelji na primjeni proširenog Kalmanovog filtra (PKF) i diskretnom modelu motora s linijskim naponima. Kod primjene PKF-a bilo je potrebno riješiti niz specifičnih problema koji su uglavnom povezani s karakterističnim valnim oblicima napona i struja EKM-a. Mjerene veličine su linijski naponi i struje motora koji se ne filtriraju pomoću analognih filtara što je inače uobičajeno kod sličnih metoda. To je omogućeno sinkronizacijom mjerenja i upravljanja tranzistorima izmjenjivača tako da je u trenutku mjerenja minimiziran utjecaj šuma na mjerne veličine. Srednja vrijednost napona za vrijeme perioda diskretizacije određuje se kombiniranim postupcima mjerenja i proračuna. U tom se proračunu koristi intermitencija uključenosti tranzistora koju na početku perioda diskretizacije proračunava prediktivni regulator struje. Taj se regulator temelji na matematičkom modelu motora. Zbog primjene PKF-a posebna pozornost posvećena je odabiru matrica kovarijanci sistemskog i mjernog šuma. Matrica kovarijanci mjernog šuma ovisi o točnosti mjerenja struja i njeni članovi su konstantni tijekom cijelog postupka estimiranja, dok članovi matrice sistemskog šuma ovise o točnosti modela motora i točnosti određivanja napona, a mijenjaju se adaptivno ovisno o režimu rada motora. Optimiranje koeficijenata matrice sistemskog šuma provedeno je simulacijskim i eksperimentalnim postupcima. Da bi se dobile osnovne spoznaje o kvaliteti prikazane metode estimiranja provedena je simulacija na digitalnom računalu. U tu je svrhu izrađen kompjuterski program pomoću kojeg se simulira elektromotorni pogon s EKM-om i postupak estimiranja. Izrađene su dvije varijante programa za simuliranje estimacijskog postupka: (1) s konstantnim parametrima motora i (2) s istovremenim estimiranjem varijabli stanja i parametara motora. Rezultati simulacije stacionarnih i dinamičkih režima rada s konstantnim parametrima motora pokazali su da je moguće estimirati brzinu i položaj rotora EKM-a uz visoku točnost estimiranja. Simuliranjem je ispitana osjetljivost rezultata estimiranja na parametre motora, te je utvrđena značajna osjetljivost rezultata na otpor statorskog namota i konstantu elektromotorne sile, dok rezultati nisu bitno osjetljivi na induktivitet statorskog namota. Također je analiziran utjecaj matrica kovarijanci sistemskog i mjernog šuma na rezultate estimiranja. Simulacijom je istražena mogućnost istovremenog estimiranja varijabli stanja i svakog parametra motora pojedinačno, te su pritom dobiveni zadovoljavajući rezultati kod estimiranja otpora statorskog namota i konstante elektromotorne sile. Prije eksperimentalne provjeru rezultata estimiranja proveden je postupak identifikacije parametara motora. Taj se postupak sastoji iz pokusa i numeričkog proračuna, a temelji se na minimizaciji razlike mjerenih i proračunatih veličina u vremenskoj domeni. Za određivanje parametara statorskog namota važno je provesti pokus koji osigurava da valni oblici struje kod tog pokusa budu slični onima koji se javljaju u stvarnom pogonu. Dobiveni rezultati pokazuju da je otpor statorskog namota ovisan o amplitudi i frekvenciji pulzacija struje, dok je induktivitet praktički neovisan o tim veličinama. Pokusom generatorskog praznog hoda određena je konstanta elektromotorne sile koja se od nazivne vrijednosti razlikuje za približno 5%. U svrhu eksperimentalne provjere rezultata estimiranja izgrađen je laboratorijski pogon. Sve upravljačke funkcije i estimacijski algoritam realizirani su pomoću DSP-a, tip TMS320C50. Zahvaljujući faznoj simetričnosti statorskog namota pojednostavljene su matrične jednadžbe PKF-a, što je značajno pojednostavnilo estimacijski program u DSP-u i skratilo vrijeme njegova računanja. U stacionarnim režimima rada eksperimentalno su provjereni rezultati pri različitim brzinama i opterećenjima. Pri tome je pokazano da su rezultati estimiranja bolji pri većim brzinama i pri opterećenom motoru. Eksperimentalno su provjereni rezultati u dinamičkim stanjima pri skokovitoj promjeni reference brzine i udarnom opterećenju. Ti su rezultati praktički jednaki onima u stacionarnom stanju zbog relativno velike konstante tromosti. Eksperimentalno je ispitana mogućnost istovremenog estimiranja varijabli stanja i otpora statorskog namota. Za razliku od simulacijskih rezultata, utvrđeno je da tom metodom nije moguće estimiranje otpora statora. Na kraju da posebnu pažnju treba posvetiti filtriranju estimirane brzine, a pri sintezi regulacijskog kruga brzine potrebno je uzeti u obzir dodatno kašnjenje usljed primjene PKF-a. Prikazan je postupak za određivanje vremenske konstante PKF-a. Upotreba estimirane brzine kao signala povratne veze provjerena je eksperimentalno pri čemu su dobiveni zadovoljavajući pokazatelji kvalitete regulacije. Dobivena je točnost održavanja stacionarne brzine vrtnje (oko referentne vrijednosti) u iznosu od ą1% nazivne brzine kod svih opterećenja i pri svim brzinama većim od 5% nazivne vrijednosti.

The quality of the polyetilen granulation produced in the factory DINA - Omišalj, Croatia, is strongly dependent on the variations of the polymer in the low-pressure separator. The manual control was unsuitable and therefore the automatic control of the polymer level in the low-pressure separator was designed. The designed control system, together with various monitoring functions, was implemented with a programmable logic controller from Siemens

In this paper a method has been presented by means of which the speed and rotor position of the BLDCM are being continuosly estimated and sensorless speed control system is obtained. The EKF is applied to estimate state variables and parameters of the machine

In this paper, a system for implementation of the kalman filter for the estimation of the state variables of brushless dc motors based on DSP TMS 320C50 (from Texas Instruments) with adequate analog interface is described.

A method for speed and rotor position estimation in a speed control system with a brushless dc motor has been presented in this paper. The extended Kalman filter has been applied to motor state variables and parameter estimation, using only such electric machine variables as can be measured: the stator line voltages and currents. During this procedure the voltage and current measuring signals are not filtered, which is othervise usually done when applying similar methods. The voltage average value during the sampling interval is obtained by combining measurements and calculations, owning to the application of predictive current controller. Estimation accuracy is verified by computer simulation, for which purpose two mathematical models have been made. The use of an actual model drive was simulated and actual motor variables werw obtained. The other model, by means of which estimated variables and parameters are obtained, is based on the application of the extended Kalman filter and for this it is necessary to define the discrete time model of the motor. Simulation results show good accuracy of speed and rotor position estimation in steady-state and dynamic conditions.

Uvođenjem normiranih varijabli reduciran je broj koeficijenata u lineariziranom matematičkom modelu asinkronog stroja. Na temelju tog modela analiziran je utjecaj pojedinih parametara i frekvencija napona napajanja na stabilnost asinkronog stroja. Prikazana je karta stabilnosti za prazni hod, na osnovi koje su, u grafičkom obliku, definirani kriteriji pomoću kojih se mogu odrediti uvjeti uz koje će asinhroni motor biti stabilan u cijelom području frekvencije napona napajanja. Pomoću odgovarajućeg matematičkog modela analiziran je utjecaj vrtložnih struja u rotoru na stabilnost kaveznog motora te je pokazano da se dobiveni kriteriji za određivanje stabilnosti mogu koristiti i u slučaju velikih kaveznih motora.