Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Active rectification and control of magnetization currents in synchronous generators with rotating exciters: Implementation of the SVPWM algorithm using MOSFET technology
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Technology, Department of Engineering Sciences, Electricity. (Vattenkraft)
2015 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This thesis aims to design and build a power electronics system for the rectification and control of magnetization currents in synchronous generators with rotating exciters.The rotating exciter provides three-phase AC while the generator rotor needs DC with a high degree of control. The system needs to be able to rectify the three-phase AC to a stable DC without unwanted harmonic content, neither on the DC or the AC side. For control purposes it is also important that the current in the rotor can be changed very swiftly, preferably by several amperes during a single revolution ofthe machine.The system of choice is a synchronous rectifier bridge consisting of six MOSFET switches operated using the Space vector pulse width modulation (SVPWM) algorithm. This method gives a stable and controllable DC voltage while it keeps the harmonic content of the input currents at a minimum. However the DC voltage will always be higher than the peak line-to-line voltage from the exciter. To be able to lower the voltage below this value a Buck-converter is placed after the rectifier bridge.To gain a higher degree of control of the current density in the rotor windings the windings have been subdivided into three parts. To provide individual control of the current in the three rotor parts each part have been outfitted with a Push and Pull H-bridge.The proposed system has been both simulated using MATLAB Simulink and built and tested in the laboratory with satisfactory results.

Abstract [sv]

I detta examensarbete presenteras ett kraftelektroniksystem för förbättrad kontroll av magnetiseringsstömmar i vattenkraftsgeneratorer som är utrustade med roterande matare.Generatorer används för att konvertera energi från rörelseenergi till elektrisk energi. Detta görs genom att man utsätter spolar för varierande magnetfält; då induceras spänning i spolarna. I vattenkraftsgeneratorer används oftast stora elektromagneter placerade i en rotor för att skapa dessa magnetfält. För att magnetisera elektromagneterna behövs ström som på något sätt måste överföras mellan den statiska och den roterande sidan i generatorn. Traditionellt görs detta med hjälp av släpringar och kolborstar som genom mekanisk kontakt överför elektriciteten. En roterande matare kan beskrivas som en liten generator som har sina elektriska utgångar på den roterande sidan istället för på den statiska sidan. Genom att placera en roterande matare på samma axel som den stora generatorn kan man istället alstra den elektricitet som behövs för att magnetisera generatorn direkt på den roterande sidan. Däregenom undviks många problem som är associerade med lösningen med släpringar.Den roterande mataren ger dock växelström medan magnetiseringsströmmen måste vara likström. Det är här kraftelektroniken kommer in i bilden. Det finns flera sätt att åstadkomma likriktning av ström. I det här projektet har ett fullständigt aktivt system byggts. Systemet är uppbyggt av transistorer av MOSFET typ och kan kontrolleras trådlöst med hjälp av Bluetoothteknik. Systemet ger full kontroll över strömmar och spänningar både på växelströmssidan och på likströmssidan och ska användas till en testgenerator på avdelningen för ellära vid Uppsala Universitet. Där ska den utökade kontroll som systemet ger förutsättningar till användas för att undersöka hur den här typen av system kan optimera de magnetiska krafterna inuti generatorn. En sådan optimering kan minska vibrationerna i generatorn och därigenom minska slitaget på lager och andra delar i maskinen.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Series
UPTEC F, ISSN 1401-5757 ; 15038
Keyword [en]
rectification, SVPWM, space vector pulse width modulation, current control, active rectification, three phase
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-257433OAI: oai:DiVA.org:uu-257433DiVA: diva2:840132
Educational program
Master Programme in Engineering Physics
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-07-07 Created: 2015-07-02 Last updated: 2015-12-31Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(15827 kB)375 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 15827 kBChecksum SHA-512
8667352b7287574d583a4239e844eb617dce251877b71440d8dacb75eff1b3efa2c3655702e881f9aa18f25365727789a4fd8a9953dc6c354645a94c92207672
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Electricity
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 375 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1358 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf