Розроблення та дослідження в MATLAB моделі автономного асинхронного генератора з самозбудженням та регулюванням напруги за допомогою тиристорного регулятора напруги
Автор: Лінчук Вадим Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Малогабаритні автономні асинхронні генератори із самозбудженням стають перспективними рішеннями для живлення побутових пристроїв, зокрема електромобілів, у віддалених умовах чи при відсутності електромережі. Їх ключова перевага полягає в компактності та простоті використання, що робить їх ідеальними для туристичних подорожей, кемпінгу або роботи у важкодоступних місцях. Самозбудження відбувається за рахунок здатності генератора формувати початкову електромагнітну потужність без стороннього джерела живлення. В таких системах генератором може виступати стандартний асинхронний двигун, перероблений відповідно до потреб. Однак процес моделювання роботи таких генераторів є технічно складним через необхідність врахування динаміки електромагнітних процесів і впливу навантаження. Останні дослідження показали, що хоча побутові бензинові генератори набули популярності, їх ресурс є обмеженим, а регулювання напруги залишається неточним. Це відкриває можливості для розробки систем із роздільним двигуном і генератором, встановленими на одному валу. Такий підхід вже застосовується в лабораторних установках і дозволяє досягти більшої гнучкості й ефективності. Одним із перспективних шляхів оптимізації є використання дискретного регулювання та тиристорного регулювання напруги. У таких системах основна та додаткові конденсаторні батареї під’єднуються до затискачів генератора. Основна батарея забезпечує умови для самозбудження, а додаткові секції коригують параметри під час роботи. Напруга регулюється за допомогою тиристорного регулятора напруги з активно-індуктивним навантаженням. Це дозволяє підтримувати стабільність напруги та моменту навіть за змінних умов навантаження. Приклади застосування: електротранспорт: забезпечення стабільної напруги для живлення електромоторів у транспортних засобах; побутове використання: забезпечення енергією пристроїв у туристичних умовах; резервне живлення: використання в системах аварійного енергозабезпечення, де стабільність і надійність є критично важливими. Таким чином, перспективність малогабаритних асинхронних генераторів із самозбудженням полягає у їхній універсальності та здатності працювати в складних умовах. Вдосконалення систем дискретного регулювання і моделювання допомагає розширити їхні можливості в різноманітних галузях. В першому розділі пояснювальної записки розглянуто аналіз основних схем регулювання напруги автономного джерела енергії трифазного живлення на основі асинхронного генератора. Особлива увага приділена схемам регулювання напруги на затискачах генератора. Об’єкт дослідження – автономний асинхронний генератор з самозбудженням. Предмет дослідження – перехідні процеси в автономному асинхронному генераторі з самозбудженням та регулюванням напруги за використання тиристорного регулятора напруги, зокрема самозбудження, накид навантаження. Мета дослідження: розробити та дослідити в середовищі MATLAB модель автономного асинхронного генератора з самозбудженням та регулюванням напруги на рівні миттєвих значень за допомогою ТРН. В другому розділі розглянуто теоретичні основи побудови моделі автономного асинхронного генератора з самозбудженням. В третьому розділі розглянута розробка в MATLAB моделі побутового автономного асинхронного генератора з самозбудженням, додатковим блоком конденсаторів та регулюванням напруги за використання тиристорного регулятора напруги. В четвертому розділі здійснено дослідження моделі побутового автономного асинхронного генератора з самозбудженням і з додатковим блоком конденсаторів та регулюванням напруги за використання тиристорного регулятора напруги. Розглянуто також викривлення форми напруги під дією ТРН. Ключові слова: автономний асинхронний генератор, самозбудження, тристорний регулятор напруги, регулювання напруги.