静止坐标系下六相自励感应发电机的动态特性研究与仿真模型验证

可在www.sciencedirect.com上在线ScienceDirect电气系统与信息技术学报5（2018）794一种高（六）相自励感应发电机M. Faisal Khana， M.Rizw an Khanb， Atif IqbalcaAligarh穆斯林大学工程技术学院理工大学电气工程科，Aligarh 202002，UP，印度bAligarh穆斯林大学Zakir Husain工程技术学院电气工程系，Aligarh 202002，UP，印度c卡塔尔大学电气工程系，P.O. Box 2713，多哈，卡塔尔接收日期：2016年5月18日;接收日期：2016年10月2日;接受日期：2016年12月26日2017年1月26日在线发布摘要提出了静止坐标系下六相自励感应发电机的双d-q模型。开发的模型，实施方面的仿真模型，是用来评估空载和负载特性，以及估计的动态参数的研究6Ph-SEIG为每个工作条件。仿真结果在已实现的6Ph-SEIG试验台上得到了验证，具有较高的精度。6Ph-SEIG的固有负载极限为额定容量的68%，评估的最佳激励电容为每相4µFSEIG的无功功率从4400var变化到600 var，从空载到最大负载1377 W，磁化电流相应地从4 A变化到0.64 A。© 2017 电 子 研 究 所 （ ERI ） 。 Elsevier B. V. 制 作 和 托 管 这 是 CC BY-NC-ND 许 可 证 下 的 开 放 获 取 文 章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。关键词：六相;多相电机;自励感应发电机;励磁电容;动态分析;可再生能源*通讯作者。电子邮件地址：mfkhan. amu.ac.in，mfaisal khan@yahoo.com（M.F. Khan），mrkhan.ee @ amu.ac.in（M.R. Khan），atif. qu.edu.qa（A.Iqbal）。电子研究所（ERI）负责同行评审https://doi.org/10.1016/j.jesit.2016.12.0162314-7172/© 2017电子研究所（ERI）。Elsevier B. V.制作和托管这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794795命名法Cex每相激励电容，µFidcap 1，2， iqcap 1，2双定子绕组d、q轴电容电流，A iLd 1，2， iLq 1，2 d、q轴负载电流Aird， irq d和q轴转子电流，A isd 1，2， isq1，2d和q轴定子电流，AIL，Is，Im负载，定子和磁化电流，A Lm磁化电感，HLsl，Lrl，Llm定子、转子和定子间绕组漏感，H Po有功功率，W无功功率，varRs、Rr、RL定子、转子和负载电阻，▲vdcap 1，2， vqcap 1，2 激励电容第0页dcap 1，2 qcap 1，2，由于激励电容上的初始电荷产生的d和q轴电压，VRDRQWm磁化通量，WbWrd，Wrq d和q轴转子磁通，WbW0rd，W0rq d和q轴转子中的初始或剩余磁通，WbWsd，Wsq d和q轴定子磁通，Wbv0、 v0 d和q轴转子因剩余磁通产生的感应电压，Vωr转子电速度，rad/s1. 介绍自激感应发电机（SEIG）已知是固有地坚固、紧凑、容错和免维护的发电机（Alfresen等人，2014;Bansal，2005）。 它们主要用于独立风力发电和小型/微型水力发电应用（Bansal，2005）。 最近，他们也在探索混合微电网中的分布式发电。 高相或多相SEIG结合了高相的优异属性（Levi等人，2007; Levi，2008;Singh，2002）和SEIG技术，从而产生了极其高效和容错的发电机。因此，高阶段SEIG研究在最近的过去引起了研究人员的兴趣，并最终在这一领域取得了逐步但稳定的进展然而，现有的文献表明，有限的建模方法实施高相位SEIG分析。此外，现有文献中缺少的分析是在空载或负载条件下的动态机器参数的估计本文提出了一种六相自激感应发电机（6Ph-SEIG）的替代建模方法，以解决上述问题，并填补了高相SEIG研究领域的这一空白它还提出了与三相变体相比的6Ph-SEIG的一些属性，以论证增加高相SEIG的部署。高相序感应电机的最重要的动态模型之一是Nelson和Krause（1974）提供的。 Nelson和Krause（1974年）的模型是通过模块化方法开发的，用于n（多）组三相绕组，每组绕组可以与另一组绕组以0 °到60 °之间的任意角度移位，中性点隔离或互连。随后，Klingshirn（1983a）提出了不同结构方面的理论，Klingshirn（1983 b）提出的多达18相的多相电机的实验验证。 Lipo（1980）开发了一种用于六相应用的双定子绕组感应电机模型，以设计一种估算槽间互漏感L lm的方法，L lm定义了双三相绕组组之间的互耦。Tessarolo（2011）中提供了评估双定子感应电机的L lm的详细程序。Zhao和Lipo（1995）提出了一种六相感应电机的替代建模方法，通过矢量空间分解（VSD）技术将问题公式化。在Nelson和Krause（1974）、Klingshirn（1983 a，b）、Lipo（1980）、Tessarolo（2011）以及Zhao和Lipo（1995）中提出的多相感应电机建模的基本前提下，已经开发了许多6Ph-SEIG模型（Duran等人，2008;Singh等人，2003，2005，2006; Singh，2008; Ojo和Davidson，2000 a，b; Wang等人，2009; Khan，2015）。在Duran et al. （2008）提出了基于VSD的6Ph-SEIG模型，用于驱动时的性能优化796M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794从受控风力涡轮机（Yannopoulos等人，2015年）。双定子绕组方法提供了更大的操作灵活性，如Singh等人（2005年）所研究的。Singh（2008）采用三相绕组组对双定子绕组6Ph-SEIG进行建模和分析，三相绕组组具有隔离中性点，双定子绕组之间的相移为30Ω。绕组。6Ph-SEIG双三相间0°、30°和60°角位移的稳定性分析在Singh等人中进行了绕制。（2003），建立动态模型。 Singh等人2006年，提供了见解研究了不同电机参数饱和对双定子绕组SEIG性能的影响通过开发有效的方案来校正SEIG固有的差电压和频率调节来优化SEIG的性能一直是研究人员的重点领域Ojo和Davidson（2000a，b）提出了一种用于双定子SEIG的三相输出的新颖电压控制方案所实施的方案利用一个三相绕组组作为功率绕组，另一个作为控制绕组。控制绕组配备基于电力电子的无功控制器，当负载由功率绕组供电时，负责无功功率补偿控制电路与负载绕组的隔离导致由于控制器的电力电子器件的切换而在输出功率中感应的可忽略的谐波，从而在Wang等人（2009年）中，通过分析和实验研究解决了最佳激励电容的选择以及将其连接到双绕组SEIG的合适拓扑结构，以获得配备AC电容器的感应发电机-桥式整流器模型的最大效率。与三相计数器相比，高相位电机提供更大的操作灵活性和容错能力在本分析中，在所研究的6Ph-SEIG中实施单个三相绕组组励磁方案关于负载，可以实现至少三种拓扑;首先，可以经由接口6 × 3 Transformer馈送三相负载。这样的布置导致极其容错的负载拓扑，因为即使两相的断电也几乎不需要降低负载的额定值。作为负载的替代布置，可以从六相端子馈送6Ph-SEIG的额定容量的一半的两个三相负载。最后，可以从平衡的六相输出提供合并的六相负载。对于高功率整流器来说，六相电源特别理想，因为与三相输入电源相比，它将产生更好的整流效率在本调查中，六相加载被认为是。在当前分析的背景下，发现当电机以三相绕组连接运行时，三相情况下的最佳励磁电容要求从六相连接的每相4 µF增加到每相15 µF。这是非常重要的，基本上是指在六相操作下的高效和更均匀的通量分布，这也意味着更少的谐波和损耗。较低的电容值也意味着几乎没有成本上升，因为6Ph-SEIG比三相需要三个额外的尽管在如上所述的文献中已经报道了关于6Ph-SEIG的一些重要方面，但是其中一些采用任意参考系建模（Singh等人，2003，2005，2006; Singh，2008），而其他人提出了同步参考系模型（Ojo和Davidson，2000a，b）。 本文建立了静止坐标系下的6Ph-SEIG模型，并通过解耦双d-q轴电路模型实现。电压补偿和频率补偿不在本文讨论范围之内。仿真模型是分析物理系统在不同操作条件下的响应的有用且经济的工具，而无需物理地实现它们。因此，在任何科学或技术研究中，在MATLAB/SIMULINK平台上建立了6Ph-SEIG的仿真模型 MATLAB用于解决与工程和相关科学相关的问题的实用性已经通过一些高质量的研究得到了很好的确立（Valipour，2014，2015 a，b，2016;Khoshravesh等人， 2015年）。利用所建立的6Ph-SEIG动态模型对其空载和负载性能进行了分析。对于每个操作条件，跟踪负责定义机器动态特性的参数，例如磁化电感Lm、磁化电流Im和磁化通量Wm。此外，无功功率管理的研究模型进行了调查，为每种操作模式。本文中实现的6Ph-SEIGs分析的主要目标列举如下：通过在静止参考系中解耦双d-q轴实现6Ph-SEIG动态模型在实验室中实施高相位SEIG的各个方面的讨论。通过仿真和实验分析，研究了6Ph-SEIG固有的空载和有载特性。···M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）79479700⎥⎥Fig. 1.固定参考系中6Ph-SEIG的双d-q模型。• 估计所研究的6Ph-SEIG的不同操作参数的变化• 突出显示6Ph-SEIG属性（相对于其多相变体）。2. 六相SEIGNelson和Krause（1974）建立的多定子绕组异步电机模型和Lipo（1980）建立的双定子绕组模型为建立6Ph-SEIG的双定子绕组d-q模型提供了充分的理论基础然而，在本文中，6Ph-SEIG的d-q建模是在Khan（2015）和Seyoum等人（2003）使用静止参考系建模提出的三相SEIG模型的前提下进行的。因此，在静止参考系中的6Ph-SEIG的双d-q模型在图1中示出，该静止参考系包括无源元件之间的各种通量链接（Lipo，1980;Singh等人，2005;Khan，2015），其由双定子绕组感应电机的基本磁通链产生（Lipo，1980;Singh等人，2005;Khan，2015）。所提出的6Ph-SEIG的数学模型现在可以从图1中写出。 1，由Eq。（1）（Khan，2015; Seyoum等人，2003; Lipo，1980）。p[i]T= −[L]−1[K][i]T−[L]−1[v]T（1）矩阵[L]、[K]、[i]和[v]定义为：⎡⎢Llm+Ls1[L]=μLlm+Lm⎢⎣−Lm0LmLmr;0Llm +Lm0−Lm0Llm+L s10Llm +Lm0 −0Llm+L s20−Lm0Llm +Lm0Llm+L s20 −0−Lm0Lr0−Lm0−Lm0升798M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）79400⎢⎢⎢⎣⎢布雷尔RQ吉夫RQ0CexCexCexCex0000Cexqcap1CexDCAP 1Cexqcap2CexDCAP 2路;（二）S1[K]=1000−ωrLm⎤⎥ωrLr[i]=[isq1isd1isq2isd2irdirq] [v]=[vqcap1vdcap1vqcap2vdcap2v0 0其中，Ls1 = Lls1 +Lm; Ls2 = Lls2 +Lm Lr = Lrl +Lm; v0 = −ω r <$qr0; vrd= ω r <$dr0;2.1. 激励电容空载时，双定子绕组的定子电流isq1、isd1、isq2和isd2完全流过励磁电容，因此iqd（cap）1，2 = isqd1，2。这显然会导致电容注入最大无功功率。在这些条件下，SEIG电压可以表示为：vqcap1=1iqcap1dt+ V0vdcap1=1mmidcap1dt+ V0v qcap2 =1iqcap2dt+ V0Vdcap2=1Vidcap2dt+ V02.2. 负荷建模因此，当施加负载时，d-q电流isq 1、isd 1、isq 2和isd 2现在在负载和激励电容之间分配现在，i qcap1 = i sq1 − i Lq1; i dcap1 = i sd1 − i Ld1; i qcap2 = i sq2 − i Lq2; i dcap2 = i sd2 − i Ld2。vqcap1=1（ivdcap1=1 （ ivqcap2=1 （ ivdcap2=1（iSQ1SD1SQ2SD2— iLq1）dt+Vqcap1— ILd1）dt+Vdcap1— iLq2）dt+Vqcap2— ILd2）dt+Vdcap2（三）pi =vqcap1，pi=vdcap1; pi=vqcap2; pi=vdcap2（四）Lq1RLLd1RLLq2RLLd2RL根据Eqs.（1）00000Rs100000Rs200000Rs200ωrLm00−ωrLm−ωrLm0RrωrLr−RM.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794799图二. A相表1将通过拟议模型获得的结果与Singh（2008年）报告的结果进行比较。实施模型数量数值，rms03 The Dog（2008）VNL214伏该模型226伏03 The Dog（2008）VL71 V该模型67伏03 The Dog（2008）IS4.4 A该模型4.59 A03 The Dog（2008）IL1.414 A该模型1.30 A3. 验证开发的六阶段SEIG模型为了建立开发的6Ph-SEIG模型的准确性，Singh（2008）进行的6Ph-SEIG研究的结果与建议的模型重现。在Singh（2008）中，SEIG模型在任意参考系中实现，而本文采用固定参考系建模。给出了6相、6极、415 V、2.6 A、1.1 kW SEIG的每相参数为Rs= 4.12▲、RR= 8.79▲、Ls= 21.6 mH、Llr= 43.3 mH、Llm= 234.6mH（Singh，2008年）。 磁化特性公式为Lm= a1+ a2im+ a3i2+ a4i3，其中a4= 0.002;M ma 3= −0.0045，a 2= 0.019，a 1= 0.1031（Singh，2008）。在额定转速为1000 rpm时，最佳激励电容为38.5 µF。利用这些机器参数，可实现214 V rms（302 V峰值）的空载电压建立。随后，在t = 4 s时向SEIG端子施加600▲的负载空载和负载条件下的电压和电流波形，从建议的固定参考系d-q模型中获得，参数为Singh（2008），如图所示。 二、Singh（2008）报告的结果与通过拟议模型获得的结果在表1中进行了比较。可以看出，相应的结果以合理的精度收敛4. 实验设置细节和最佳激励电容为了验证所提出的模型，所有的模拟结果已经通过一个高相位SEIG测试台进行了验证。SEIG分析的首要考虑因素是选择最佳励磁电容，以满足其无功功率要求（Singaravelu和Velusami，2007年）。 在这800M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794图三.实施的6Ph-SEIG以及绕组配置的实验方案布局。对6Ph-SEIG的实验装置、实验准备和最佳激发电容的评价进行了部分阐述。4.1. 实验装置本研究实施的6Ph-SEIG方案如图所示。3.第三章。一个开放的定子绕组高相鼠笼式感应电机用于6Ph-SEIG操作。激励电容被容纳为具有相互连接的中性点的双Y连接组。一个3 ph，3.7 kW的感应电动机被用作原动机，其速度是由一个安川交流逆变器驱动器从3相电源供电的方式进行调节 6Ph-SEIG试验台的详细说明以及设备参数和绕组规格见附录A。4.2. 最佳激励电容当以额定速度驱动时，最佳激励电容应在SEIG端子上感应额定空载电压，在本例中为230 V/相（Attoui和Omeiri，2014;Haque，2010）。在当前分析中最佳激励电容是通过实验选择的，方法是将6个24 µF电容连接成双星配置，并连接中性点，如图2所示。3.第三章。每相有效电容为星形组各电容值的1/6，即 4 µF。选择电容器组的星形连接，以保持绕组连接和电容器组之间的一致性。为了验证，还可以方便地建立具有三角形连接的4 µF电容组的6Ph-SEIG的空载电压。 空载电压随每相励磁电容和原动机转速的变化如图所示。 四、5. 六相SEIG6Ph-SEIG的空载和负载性能评估详见以下章节。本研究首先分析了6Ph-SEIG的空载性能。然后，施加负载以评估在不同阶跃负载下的性能。 通过同步速度测试提取所研究电机的磁化特性（Kalamen等人，2012年;Haque，2009年）。附录B中给出了获得的L m和每相电压V ph的关系以及同步转速试验的详细程序。M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794801见图4。测量6Ph-SEIG的A相空载电压在额定转速和4 µF励磁电容转速下的变化。图五.绕组组ABC的实测空载参数（a）生成电压的相量（b）总谐波失真。5.1. 六相SEIG绕组组ABC和XYZ的空载电压的相量及其各自的THD记录在Fluke 435 II电能质量和能量分析仪如图11- 12所示。分别为5和6。电压建立在额定转速为1500 rpm时，以每相4 µF的最佳激励电容激励SEIG的所有六个绕组，可以看出，在两个绕组组中产生的电压与它们相应的THD在5%的规定限制内很好地平衡（Allenbaugh等人， 2013年）。图7（a）和（b）的记录和模拟结果描述了在1500 rpm时采用最佳励磁电容实现的空载电压和定子电流积累L m的变化以及Im和Is的均方根值如图所示。第7（c）段。同时在横河DSO上记录的6Ph-SEIG产生的电压如图所示。图8示出了生成的电压的综合视图。从记录和模拟结果可以看出，所有6Ph-SEIG电压都相当平衡。空载电压与定子电流的相角关系如图所示。9.第九条。 这里可以看出，电流领先电压近90 Ω。这是非常明显的，因为本质上它是电容之间的关系802M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794见图6。绕组组XYZ的实测空载参数（a）生成电压的相量（b）THD。见图7。A相空载电压和电流（a）测量（b）模拟（c）模拟参数变化。无负载时的电压和电流。模拟和实验结果被观察到是在合理的协议。M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794803见图8。所有六相的空载发电电压（a）测量（b）模拟。图9.第九条。空载发电电压和A相定子电流之间的相位角图示（a）测量电流（2 A/div）、电压（100 V/div）(b)模拟.5.2. 六相SEIG利用所建立的SEIG仿真模型，研究了其在单位功率因数不同阶跃负载下的负载特性。在本分析中，SEIG以并联模式运行（Chan，1999），以评估其固有负载性能。当2200 W的额定负载接通到6Ph-SEIG端子时，它立即导致电压崩溃，因为无功功率没有被激励电容组充分补偿记录的和模拟的A相电压和电流如图所示。 10个。在失败的加载尝试之后，对6Ph-SEIG的最大负载能力极限进行了分析，而没有电压崩溃。分析揭示了用于加载当前6Ph-SEIG的最大阈值为1500 W。因此，在当前条件下，考虑1500 W作为满载，进行进一步的负载分析在1500 W负载下，A相负载电压和电流的负载瞬态如图所示。 十一岁 从测量结果和模拟结果可以看出，在t = 2 s时施加负载会导致生成电压下降，因为负载电流开始积聚。在主要负载条件下测得的负载电压和电流均方根值分别为180V和1.4 A。得到了相应的模拟值为170 V和1.35 A。产生的负载电压和电流的波形如图所示。 12个。图13显示了测量波形和模拟波形的负载电压谐波。在此，可以看出，两个结果中的谐波略高于5%的容许极限（Allenbaugh等人， 2013年）。 为了804M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794图10个。A相负载电压和电流在施加满负载时的崩溃（a）测量，电压（100 V/div）和电流（5 A/div）（b）模拟。见图11。在6Ph- SEIG上1.5 kW负载下A相负载电压和电流的负载瞬态，无电压崩溃（a）测量，电压（100 V/div）和电流（5 A/div）（b）模拟。见图12。在1.5 kW六相负载下，A相负载电压和电流波形（a）测量，电压（100 V/div）和电流（5 A/div）（b）模拟。M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794805图十三. 1.5 kW负载时A相负载电压谐波（a）测量（b）模拟。表2测量和模拟六相SEIG的满载参数。参数测量模拟VL（rms）180170IL（rms）1.41.35Po15001377THD（%f）7.856.61为了抵消谐波，如果需要，可以采用适当的滤波器SEIG的测量和模拟参数列于表2中。6. 不同工况下六相SEIG参数的变化图14中示出了单位PF的三个不同阶跃负载的6Ph-SEIG的A相参数的变化。可以看出，当产生的电压从230V（rms）的空载值变化时，磁化电感也相应地变化，并强制稳态以在新的操作点稳定电压。这也是6Ph-SEIG能够承受主要由于负载和/或输入速度的阶跃变化而产生的瞬变为了使发电方式在感应电机中可行，它必须在磁饱和下运行以稳定运行。磁化电感Lm被委托在操作条件的例如，如果饱和未能设置，则在自激或突然卸载或输入速度增加后，端电压将持续上升，并且机器将无法达到稳定状态。同样，由于负载的应用或输入速度的降低而引起的电压的最轻微的下降将导致立即的电压崩溃。在电动模式下，很少需要这样的操作条件，因为机器不必在大部分应用的饱和下操作，因此Lm几乎保持恒定。另一个重要的观察结果是从电容器组到SEIG的无功功率供应的变化从无功功率的响应可以看出，空载时无功功率的最大值为4400 var然而，一旦负载被“接通”这是由于在空载时，整个绕组电流通过提取最大无功功率而通过励磁电容但是，当负载接通时，定子电流被分开，并且该电流的仅一小部分流过励磁电容组，因为大部分电流被负载汲取为IL。而且，这正是这些机器进行差的电压调节并且总是需要一些合适的电压控制方案的原因806M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794见图14。不同加载条件下A相参数的变化。磁化电流复制电容电流，因此在不同的工作条件下获得与Im相同的变化。这里值得一提的是，所有结果都是通过考虑将6Ph-SEIG的输入速度维持在1500 rpm的调节原动机而获得的此外，如果考虑未调节的原动机，则负载电压曲线在本质上变得进一步耗尽。在本分析中观察到，当原动机在没有控制器的情况下操作时，对于每个负载，负载电压通常进一步下降6Ph-SEIG的额定电压的6.5%。如图14所示的不同阶跃负载的6Ph-SEIG的A相参数的变化在表3中量化。 如果在最大载荷下每个参数的值，即，以RL= 126▲为基值，得到了一些有趣的变化规律当负载分别降低基础值126▲的 50%（RL= 188▲）和70%（RL= 215▲）时，定子电流Is分别增加其基础值的25%和50%同样，随着负载的降低，Ic增加了其基础值的29%和53%，几乎遵循Is的变化。减负荷时，负荷电流IL分别下降19%和35%，发电功率Po分别下降2.8%和6.4%（基值1377W负载对无功功率的影响最明显，可以看出，在基值负载减少50%和70%时，无功功率分别增加600 var基值的83%和133%。这再次表明这些机器的无功功率管理固有地很差最小变化率M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794807表3A相模拟了不同阶跃负载下6Ph-SEIG的参数。RL（▲）Is（A）Ic（A）IL（A）Im（A）Lm（H）Po（W）Qc（VAR）（空载）44041.64044002152.11.111.061.65129014001882.050.91.10.861.661363110012620.71.350.641.681377600图15. 6Ph-SEIG，绕组组ABC励磁，XYZ未励磁。在这种情况下，即使Im以与Is相同的速率变化，对于第一和第二阶跃变化，也可以观察到Lm降低了1.2%和1.8%7. 单绕组组励磁方案对于这种工作模式，ABC绕组组由一组三个4 µF每相电容激励，而另一个绕组组不激励，如图15所示。这种绕组方案导致在1500 rpm的额定输入速度下在三个励磁绕组中建立额定空载电压。另一方面，未励磁绕组中每相感应的电压约为160 V，即额定空载电压的70%左右未励磁绕组中的电压感应验证了两组绕组之间的互耦，并进一步确立了Llm评估的重要性。在Lipo（1980）和Tessarolo（2011）中详细阐述了用于估计六相感应电机的Llm的过程。在许多研究中已经探索了三相SEIG的新型激励和加载布置（Chan，1999; Chan和Lai，2004）。 在Chan（1999）中，对三相SEIG的单电容激励方案进行了研究，以评估其在星形和三角形配置中连接时的响应。而Chan和Lai（2004年）中提出的分析利用发电机输出功率为单相负载供电然而，这种方案所涉及的不平衡使得它们效率低下，并且由于不平衡的三相电流而具有非常高的损耗因此，这种方案808M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794还没有大规模实施。虽然最近的一些研究（Chatterjee和Chatterjee，2015）已经提出了优化这些方案的效率，但是，它们需要进一步的研究。8. 误差来源和改进建议尽管在模型开发和试验台的实验实施中非常小心，但在科学研究中有时不可避免地会出现错误然而，如果这些错误的起源和原因被识别出来，它们就可以被计算出来并减轻，以获得更准确的结果。本节讨论了分析中可能的错误来源除此之外，如已经看到的，所研究的6Ph-SEIG拓扑结构导致在负载限制以及电压调节方面极其受限的本节还提出了简单且易于实施的解决方案，以实现6Ph-SEIG的负载限制和电压调节的改进。8.1. 误差源从图8（a）的测量结果可以看出，所有六个相的空载电压不是完全平衡的。相反，模拟结果显示出完全平衡的电压。那应得即使非常小心地选择具有精确值的电容器 仍然使它们的电容差异可以忽略，但足以反映在产生的电压具有差异，空载时高达4 V，负载时会增加。这可以通过选择更精确的电容来纠正。 Tenses.发电机上的不平衡负载导致高度不平衡的电流流过发电机绕组，从而显著增加损耗。用于本分析的负载变阻器在每相的电阻值中具有微小的差异。除了增加损耗之外，不平衡负载还导致SEIG的六相的所产生的有载电压的进一步不平衡。因此，更精确的加载可以给出更好的结果。8.2. 已实施的6Ph-SEIG方案的拟议改进如果合适的电压补偿方案，例如串联补偿（Singh等人，2010;Wang和Dong-Jing，2014; Singh等人，2014;Khan和Khan，2016; Chilipi等人， 2014）与电容连接在短或长的分流器集成，6Ph-SEIG的电压调整率可以大大提高。此外，电压调节的改进将实质上改进6Ph-SEIG的负载极限。在这项研究中实施的6Ph-SEIG的一个合适的自电压调节方案的可行性正在追求的作者和结果将在随后的研究报告。9. 结论针对六相自励感应发电机（6Ph-SEIG），提出了一种在静止坐标系下的交替建模方法。详细描述了与高相位SEIG的实现以及最佳激励电容的选择相关的各个方面。最佳的激励电容的调查机器进行评估，通过实验分析。通过对6Ph-SEIG的同步转速试验，提取了SEIG的磁化特性，得到了磁化电感随每相电压的变化规律。阐述了评价励磁电感及其动态特性对电机稳定运行的重要性。研究发现，对应于SEIG所遇到的每个瞬态，磁化电感能够通过不断更新自身来实现稳态。负载性能的6Ph-SEIG的评估与负载在分流操作模式。据观察，6Ph-SEIG能够仅能承受高达全负载的约68%的负载，并且任何对其进行加载的尝试都会进一步导致立即的电压崩溃。6Ph-SEIG的有限负载能力是由于固定的激励电容和没有任何其他电压补偿机制。SEIG的稳定空载和负载性能在运行限制条件下实现，评估的最佳激励电容为每相4 µF。实验和模拟结果被认为是在合理的协议。本文介绍了一些新颖的操作功能的6Ph-SEIG的主张，他们更好的接受和部署的应用，如独立的可再生能源发电M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794809系统以及微电网。通过总结分析发现，6Ph-SEIG具有多个在三个阶段SEIG中不可行的重要属性。当相同的开路绕组电机以三相SEIG连接运行时，在相同的额定功率下，可以观察到每相励磁电容要求几乎增加了四倍，达到15 µF。这是重要的，有助于保持六相模式的运行经济性。此外，单三相绕组组励磁方案和6相SEIG的三种稳定加载方式也是可行的，从而显著提高了它们的运行灵活性。在该分析中还确定，6Ph-SEIG的操作参数不能完全反映负载变化，即在每个参数的基础值下考虑的相应值的百分比变化。附录A.图16（a）中描绘了六相SEIG测试台的细节，图16（b）中描绘了开放式定子绕组机的放大视图。图十六岁6Ph-SEIG试验台（a）与试验台相关的各种设备（b）与原动机耦合的开放定子SEIG的放大视图1. 变频器驱动，2.原动机，3.打开定子绕组SEIG，4.激励电容，5.DSO，6.Fluke分析仪，7.9相R负载。原动机3相，鼠笼式，三角形连接，415 V，7.6 A，3.7 kW，1430 rpm，50 Hz。SEIG参数开式定子绕组，星形连接，鼠笼式，4极，3 hp，400 V，5.5 A，Rs1 = Rs2 = 10.3▲，R变频器参数（调速器）Yaskawa V1000交流驱动器，3相，2.2 kW，400 V。SEIG的绕组设计槽= 36，线圈= 36，双层绕组;节距= 6。810M.F. Khan等人/电气系统与信息技术杂志5（2018）794pH- −pHpHpH感应电机的36个线圈中的每一个都被插入到它的槽中，每个线圈的两端都被带到机器面板上，以便进行所需的绕组连接。每个线圈的相似端标记为B和T。因此，面板上可用的端子总数为72个，标记为（1-36）B和（1-36）T。附录B.6Ph-SEIG磁化特性的评价通过同步转速试验，对6Ph-SEIG的磁化特性进行了评价。为了确保六相电源的安全，采用了3 ph至6ph、400 V/114 V Transformer为了将次级线路电压从114 V升高到400 V的电机额定值，6个自耦变压器与电机的六个输入相串联连接，以提高电压。然后，SEIG由该定制系统提供6相电力，并由原动机以1500 rpm的恒定速度同时驱动SEIG从原动机的旋转方向和由于六相电源产生的旋转磁场必须相同，否则绕组将过热。为了收集所需的数据，6Ph-SEIG绕组以适当的步长从电源通电，最高可达110%额定电压。对于每一步，记录SEIG获取的每相空载电压Vph、电流I0和功率P0每组读数的磁化电感Lm可以很容易地从可用的表达式（Haque，2009）中计算出来，这些表达式可以很容易地针对6Ph相SEIG进行修改。随后，通过Matlab的“基本拟合”选项，制定了Lm与Vph最佳拟合函数根据如下给出的五阶多项式Lm= p1 V5 +p2 V4 +p3 V3 +p4 V2 +p5 Vph +p6其中，p1= 7.0965e012;p2= 6.905e009;p3 = 2.3928e 006; p4 = 0.00036307 和p5= 0.017829;p6= 1.7227。图17（a）和（b）分别示出了3X6变换的设置和获得的磁化特性。图17.同步速度试验详情（a）3ph至6ph Transformer布置（b）获得磁化特性。引用艾伦博，M. 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