Analysis of a synchronous machine driven by an internal-combustion engine

Michał Radzik

Abstrakt

The steady state response of a synchronous machine to the torque with angle dependent pulsating component is of great practical importance for the piston drive. Determining such a response is not easy due to the necessity of solving the system of nonlinear differential equations. This paper describes an algorithm that allows directly determining the steady states of a synchronous machine driven by an internal combustion engine (e.g. diesel engine). To create such an algorithm, the harmonic balance method and the iterative Newton–Raphson procedure are used. This approach allows obtaining steady-state solutions directly in the frequency domain. Exemplary calculations are performed for synchronous generators derived from the four-stroke internal combustion engine.

Słowa kluczowe: synchronous machines, steady-state performance, harmonic balance method
References

[1] Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F., Elektrownie, WNT , Warszawa 2000.

[2]  Anuszczyk J., Maszyny elektryczne w energetyce. Zagadnienia wybrane, WNT , Warszawa 2005.

[3] Jagiełło A., Systemy elektromechaniczne dla elektryków, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2008.

[4] Laible Th., Die Theorie der Synchronmaschine im nichtstationären Betrieb, Springer-Verlag, Berlin–Göttingen–Heidenberg 1952.

[5] Sobczyk T.J., Radzik M., Algorytm bezpośredniego określania stanów ustalonych w maszynach synchronicznych z uwzględnieniem równania ruchu metodą bilansu harmonicznych, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2009, nr 83, BOBR ME Komel, pp. 83–88.

[6] Sobczyk T.J., Metodyczne aspekty modelowania matematycznego maszyn indukcyjnych, WNT , Warszawa 2004.

[7] Radzik M., Algorytm bezpośredniego określania stanów ustalonych w maszynach synchronicznych z uwzględnieniem równania ruchu, praca doktorska, Cracow University of Technology, Cracow 2011.

[8] Radzik M., Sobczyk T.J., Analiza pracy maszyny synchronicznej napędzanej silnikiem tłokowym, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2014, nr 103(3), Wyd. Instytut Maszyn i Napędów Elektrycznych (KO MEL ), pp. 217–222 (SME 2014).