dynamic simulation
در نشریات گروه برق-
در مقاله حاضر، یک مدار جدید رتور برای یک ماشین القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک (BDFFIM) با سیم پیچی قدرت 8 قطب و سیم پیچی کنترل 4 قطب مطرح شده است. با استفاده از مدار رتور مطرح شده، تزویج متقابل سیم پیچی قدرت استاتور و مدار رتور و در پی آن تزویج متقاطع بین سیم پیچی های قدرت و کنترل استاتور این ماشین افزایش یافته است. بنابراین با استفاده از مدار رتور جدید یک ماشین BDFIM با ظرفیت گشتاور بالاتر به دست آمده است. برای ارزیابی رفتار ماشین یک مدل دینامیکی برای ماشین BDFIM پایه گذاری شده است و از آن به عنوان یک ابزار سریع جهت بررسی و مقایسه کردن مشخصه های ماشین مطرح شده با ماشین های BDFIM گذشته با حلقه های سری و موازی استفاده شده است. مدل دینامیکی ارایه شده بر مبنای مفهوم مدارهای با تزویج چندگانه بنا نهاده شده است. اندوکتانس های مغناطیس کنندگی ماشین متغیرهای این مدل هستند و با استفاده از روش تابع سیم پیچی به دست آمده اند. مدل دینامیکی تهیه شده با استفاده از روش تحلیل اجزای محدود گذرا مورد اعتبار سنجی قرار گرفته است. در نهایت نشان داده شده است که با استفاده از مدار رتور مطرح شده، تزویج متقاطع بین سیم پیچی های استاتور افزایش یافته است و در نتیجه آن جریان مغناطیس کنندگی و تلفات اهمی در ماشین BDFIM مطرح شده کاهش یافته است.
کلید واژگان: ماشین القایی دو سو-تغذیه بدون جاروبک، تابع سیم پیچی، مدل سازی دینامیکی، تحلیل اجزا محدود، آشیانه با حلقه های سری و موازیIn the presented work, a new rotor circuit is proposed for a brushless doubly-fed induction machine (BDFIM) with 8-/4-pole power/control winding. Using the proposed rotor circuit, the mutual-coupling of the power winding and the rotor circuit, and consequently the cross-coupling between the power and control windings is increased. Therefore, a BDFIM with a higher torque capacity is obtained. A dynamic model is established for BDFIMs and used as a fast tool to investigate and compare the characteristics of the proposed machine with the extant BDFIMs with parallel and series loops. The dynamic model is funded based on the concept of multiple coupled circuits. The machine magnetizing inductances are the parameters of this model and obtained by using the winding function method. The provided dynamic model is validated by means of time-stepping finite element analysis. Finally, it is shown that using the proposed rotor circuit, the cross-coupling of the stator windings is increased. Consequently, the magnetizing current and the Joule losses are decreased in the proposed BDFIM machine.
Keywords: Brushless doubly fed induction machines, rotor circuit, Dynamic Simulation, Magnetic cross-coupling, Joule loss, Time-Stepping Finite Element Analysis -
در این مقاله یک الگوی پویای فضای حالت برای ماشین القایی رتور سیم پیچی ارایه شده است. در الگو ارایه شده اثر هارمونیک های فضایی چگالی شار فاصله هوایی با لحاظ توزیع غیر سینوسی سیم پیچ های رتور و استاتور لحاظ شده است. همچنین ناهم محوری استاتیکی رتور در مدل پیشنهادی درنظر گرفته شده است. افزون بر متغیرهای جریان سیم پیچ ها و گشتاور الکترومغناطیسی، مدل پیشنهادی توانایی پیش بینی مولفه های کشش نامتعادل شعاعی را نیز دارد. از آن جایی که هدف مدل سازی استفاده از آن در شبیه سازی های دینامیکی ماشین می باشد، به منظور تسریع در زمان شبیه سازی یک تابع ایستایی برحسب متغیرهای حالت برای کشش نامتعادل مغناطیسی ارایه شده است. مولفه های این تابع استاتیکی همانند اندوکتانس ها از تحلیل مغناطیسی ماشین به دست آمدهاند. اگرچه برای یافتن تابع ارایه شده از تانسور تنش ماکسول استفاده شده است، در به دست آوردن کشش نامتعادل شعاعی نیاز به محاسبه چگالی شار و انتگرال گیری از فشار مغناطیسی برای یافتن نیرو نمیباشد. در نهایت مدل ارایه شده با روش تحلیل گذرای اجزای محدود تایید شده است.کلید واژگان: شبیه سازی دینامیکی، ماشین القایی رتور سیم پیچی شده، فضای حالت، ناهم محوری استاتیکی رتور، تحلیل اجزای محدود گذرا، کشش نامتعادل مغناطیسیIn this paper, a dynamic model is provided to obtain the waveform of the unbalanced magnetic force in the wound rotor induction machines with static eccentricity. The provided dynamic model is based on the voltage state-space equations of the coupled circuits in the eccentric induction machine. In the model the slotting effect and saturation is neglected and the slot ampere turn is distributed on the slot opening. To avoid computation of the air gap flux density and evade of magnetic pressure integration in each time-step of Runge-Kutta computations and consequently reducing the computation time of dynamic simulations, a static function of the stator and rotor windings’ currents are proposed for computation of the unbalanced magnetic force. The parameter of the proposed function is obtained by analyzing the air gap field density by using winding function theory. Finally, the waveform of the unbalanced magnetic force of the eccentric induction machine is obtained and verified by time-stepping finite elemnt analysis.Keywords: Dynamic Simulation, Wound Rotor Induction Machine, State-Space, Static Eccentricity, Time-Stepping Finite Element Analysis, Unbalanced magnetic pull
-
پالایشگاه NGL جزیره سیری نقش مهمی در تولید محصولات با ارزش افزوده بالا دارد. یکی از مهمترین واحدها در این پالایشگاه واحد متان زدایی است که دارای شبکه پیچیده ای از برجهای تقطیر و مبدلهای حرارتی است. در مرحله اول توسط نرم افزار شبیه سازی اسپن هایسیس، مدل استاتیکی مناسبی برای این واحد تهیه شد که در نتیجه شبیه سازی تجهیزات اساسی از جمله برجهای تقطیر و مبدلهای حرارتی پیاده سازی شدند. نتایج این بخش از شبیه سازی همخوانی بالایی با اطلاعات جمع آوری شده از واحد حقیقی دارند. سپس شبیه سازی از حالت استاتیکی به حالت دینامیکی منتقل شد که در این مرحله اندازه سازی تجهیزات اصلی از جمله برجهای تقطیر و شیرهای کنترل انجام گرفت. سپس کنترل کننده های متداول که در حال حاضر در واحد حقیقی موجود هستند، به شبیه سازی اضافه شدند. توسط روش تنظیم خودکار (ATV)، عملکرد جمعی کنترل کننده ها با در نظر گرفتن معیارهای مطلوب یعنی پایداری، سرعت پاسخ و عدم نوسان، تحت سناریوهای مختلف بررسی شد. بر اساس نتایج مشخص شد که با انجام اصلاحاتی دقیق بر روی ضرایب فعلی تنظیم کنترل کننده ها می توان به عملکردی به مراتب بهتر دست یافت.
کلید واژگان: شبیه سازی دینامیکی، هایسیس، واحد متان زدایی، برج تقطیر، مبدل حرارتی LNG، روش تنظیم ATVThe NGL refinery of the Sirri Island has a major role in the production of high-value products. One of the most important refinery units is the demethanizer unit, comprising of a complex network of distillation towers and heat exchangers. In the first step, using the Aspen Hysys software, a proper steady state model was developed for this unit in which the simulation of the main equipment that is, distillation towers and heat exchangers were carried out. The steady state simulation results are in good agreement with the data gathered from the real plant. Then, the simulation was transferred from steady state to dynamic mode in which the main equipment such as distillation towers and control valves were sized. Here, the available controllers which are currently present in the real plant, were added to the simulation. Using the auto tuning variation (ATV) method and by considering the desired behavior namely, stability, fast response, and absence of oscillation, the overall performance of the controllers were examined under different scenarios. Based on the results, it was identified that with carefully tuning the controllers parameters, much better performance can be achieved.
Keywords: Dynamic simulation, Hysys, Demathanizer unit, Distillation tower, LNG heat exchanger, ATV method -
Scientia Iranica, Volume:26 Issue: 5, Sep-Oct 2019, PP 2854 -2864Study of the wheel and rail wear phenomenon can provide the optimal use of wheel profile which results cost efficiency, dynamic stability, travel comfort, and safety to prevent the derailment especially in curves. In this paper, the experimental data is recorded in the from the field measurements worn wheels of a passenger wagon in the “Southern line” of Iran’s railway system and is combined with the dynamic simulations to study the effects of severe wheel flange wear on the dynamics of wagon. The results show that the amount of wheel wear (especially the wheel flange) directly impacts the dynamic behavior of the wagon in curves. In addition, based on the history of wear index and the peak derailment ratio, the appropriate range of the wheel flange thickness in order to repair or replace the worn wheels is suggested in the range of 25 to 27 mm.Keywords: dynamic simulation, sharp curves, field data measurement, wear index, derailment ratio, wheel flange wear
-
International Journal of Industrial Electronics, Control and Optimization, Volume:1 Issue: 2, Summer 2018, PP 103 -113The paper presents the computer simulation of a multivariate control algorithm. Industrial relevance is given as the problem is derived from a real plant, an industrial athmospheric distillation column at Shiraz refinery. The control performance of the industrial column using relative gain array (RGA) and relative normalized gain array (RNGA) configurations has been examined for nominal operating capacity and 10% increase in capacity. The results show that RNGA structure remains stable and has an acceptable control performance for both nominal and increased capacity. RGA structure unlike RNGA changes at the increased capacity and has some difficulties in crude oil switch scenario. It has also been shown that the furnace duty will increase considerably in the case of using RGA for operating at increased capacity. The results indicate that RNGA represents better decision for loop pairing and control structure selection and can solve control issues of industrial distillation column specifically for uncertain feed condition.Keywords: control configuration, RGA, RNGA, dynamic simulation, uncertain feed rate
-
تبدیل کاتالیستی مستقیم متان به متانول روش جدیدی است که به واسطه آن فرایند میانی و هزینه بر تولید گاز سنتز حذف می شود. با استفاده از این تکنولوژی می توان از میادین گازی با ذخیره کم و میادین غیرمتعارف، بدون نیاز به ساخت واحدهای پرهزینه تبدیل گاز به محصولات مایع بهره برداری لازم را به عمل آورد. در این مقاله مدلسازی و شبیه سازی فرایند تک مرحله ای تبدیل متان به متانول در یک راکتور بستر سیال پر شده با کاتالیست پنتااکسید وانادیوم مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا راکتور در شرایط پایا شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهایی مانند دمای راکتور و زمان اقامت واکنش دهنده ها داخل راکتور روی درصد تبدیل متان و انتخاب پذیری محصولات مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله بعدی شبیه سازی ناپایای فرایند انجام گرفته و رفتار حلقه باز راکتور نسبت به اغتشاشات وارده به پارامترهای مهم اثر گذار در دمای راکتور و انتخاب پذیری محصولات بررسی شده است. در شرایط پایا برای زمان اقامت 9 ثانیه بیشترین بازده تولید متانول در فشار و دمای ورودی 50 بار و 773 کلوین به دست آمد. در این شرایط درصد تبدیل متان 32. 2 و انتخاب پذیری متانول برابر 42. 1 درصد به دست آمد. نتایج نشان می دهد که با افزایش دمای راکتور و زمان اقامت، درصد تبدیل متان زیاد ولی انتخاب پذیری متانول کم می شود. همچنین دمای سیال خنک کننده و زمان اقامت داخل راکتور بیشترین تاثیر را در عملکرد راکتور دارند. نتایج شبیه سازی روند مشابه با نتایج به دست آمده برای نمونه آزمایشگاهی راکتور بستر ثابت مشابه را نشان می دهد.کلید واژگان: تبدیل مستقیم متانول از متان، راکتور بستر سیالی، مدلسازی فرایند، شبیه سازی ناپایاDirect catalytic oxidation of methane to methanol is a novel technique which has eliminated the intermediate and expensive process of synthesis gas production. This technology can be used for low deposit, remote, low-pressure fields, and abundant resources of unconventional gas, without need to manufacture of expensive units of gas-to-liquid (GTL) process. In present study, modeling and simulation of the single step (direct) conversion of methane to methanol has been investigated in a fluidized-bed reactor packed with V2O5/SiO2 particles as the reaction catalyst. Firstly, the reactor was simulated at steady-state conditions and the effect of important parameters such as feed temperature and residence time of reactants within the reactor on methane conversion and product's selectivity was studied. In the next step, dynamic simulation of the process was performed and the effect of disturbances of effective parameters on reactor performance was investigated. In steady state conditions, for the residence time of 9 seconds maximum yield of methanol production was obtained at 50 bar and 773 K and methane conversion was 32.2 and methanol selectivity was 42.1. Results showed that by increasing reactor temperature and residence time, methane conversion increases but methanol selectivity decreases. Cooling fluid temperature and residence time were found to have the greatest effect on reaction rate and rector performance. Also results showed reasonable agreement with the experimental data reported in the literature for fixed-bed reactor.Keywords: Direct conversion of methane to methanol, Fluidized, bed reactor, Process modeling, Dynamic simulation
-
This paper presents a simulation of the dynamic voltage stability in power system. In application of modern power system, dynamic assessment of voltage stability is known as basic concept. In order to study dynamic voltage stability in a power system, different dynamic boundaries are defined such as, Hopf bifurcation (HB) boundary. HB point is an oscillatory boundary in power system. For recognition of the bifurcations, it is unavoidable to study the eigenvalues of power system. In spite of this, determination of these eigenvalues needs to dynamic Jacobian matrix of power system and modal analysis that is very time consuming and complex in large systems. Also, different industrial loads (static and dynamic) e.g. induction motors can effect on dynamic voltage stability boundaries. In this paper, we proposed a solution method based on analyzing the eigenvalues of reduced Jacobian matrix and time domain simulation for assessment of dynamic voltage stability. In addition, effects of industrial electrical loads on the small disturbance voltage stability are evaluated by the proposed method. To show the effectiveness of the proposed solution method, it is tested on IEEE 14 bus and New England test systems.Keywords: Voltage stability, Dynamic Simulation, Hopf Bifurcation, Industrial Electrical Loads
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.