Використання багатообмоткових або багатофазних синхронних машин дає змогу покращити електромагнітну сумісність з джерелом живлення, забезпечити кращу роботу у випадку несправностей в окремих каналах живлення, покращити якість електромагнітного моменту в системах з напівпровідниковими перетворювачами. Фор- мування магнітного потоку в синхронних машинах з гібридним збудженням відбуваєть- ся за допомогою постійних магнітів та обмотки збудження. Такі машини поєднують переваги синхронних машин з постійними магнітами з можливістю регулювання маг- нітного потоку. Таке регулювання потрібне в електроприводах для розширення діапазо- ну регулювання швидкості, а також в генераторах для забезпечення кращої стабілізації напруги та компенсації реакції якоря в умовах зміни швидкості та навантаження.
Для проведення досліджень та синтезу систем керування багатообмотковими синхронними машинами, зокрема машинами з постійними магнітами, в системах генерування і споживання електроенергії часто використовують спрощені моделі в прямокутних системах координат. Такі моделі забезпечують високу швидкодію розра- хунку, однак не дають змоги моделювати всі режими роботи, зокрема несиметричних, з різними схемами з’єднань обмоток.
Пропонується нова математична модель багатообмоткової синхронної машини з гібридним збудження, створена з використанням методу середніх напруг на кроці чи- сельного інтегрування, що забезпечує високу числову стійкість розрахунку та швидкодію. Модель синхронної машини розроблено у фазних координатах, що збільшує можливості моделювання, зокрема несиметричних режимів роботи та багатоканальних режимів з різним способом під’єднання навантажень до обмоток. Подання розрахун- кової моделі у формі багатополюсника полегшує її використання для моделювання складних електромеханічних систем.
Адекватність моделі підтверджено шляхом порівняння результатів моделювання з результатами фізичного експерименту з використанням двообмоткової синхронної машини з гібридним збудженням.
- Nøland J. K., Nuzzo S., Tessarolo A., Alves E. F. Excitation System Technologies for Wound-Field Synchronous Machines: Survey of Solutions and Evolving Trends. IEEE Access. 2019. Vol. 7. Pp. 109699-109718. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2933493.
- NØland J. K., Giset M., Alves E. F. Continuous Evolution and Modern Approaches of Excitation Systems for Synchronous Machines. 2018 XIII International Conference on Electrical Machines (ICEM), Alexandroupoli, Greece, 2018. Pp. 104-110. DOI: 10.1109/ICELMACH.2018.8507212.
- Wang S., Ni S., Xia Y., Wang X., Su P., Huang S. Hybrid excitation permanent magnet synchronous machines and their structures - Combination art of elements of machines. 2014 International Conference on Electrical Machines (ICEM), Berlin, Germany, 2014. Pp. 2618-2624. DOI: 10.1109/ICELMACH.2014.6960557.
- Giulii Capponi F., Borocci G., De Donato G., Caricchi F. Flux Regulation Strategies for Hybrid Excitation Synchronous Machines. IEEE Transactions on Industry Applications. Sept.-Oct. 2015. Vol. 51. no. 5. Pp. 3838-3847. DOI: 10.1109/TIA.2015.2417120.
- Nedjar B., Hlioui S., Lecrivain M. et al. Study of a new hybrid excitation synchronous machine. Electrical Machines (ICEM). 2012 XXth International Conference on Electrical Machines. Pp. 2927-2932.
- Paplicki P., Wardach M., Bonisáawski M., Paáka R. Simulation and experimental results of hybrid electric machine with a novel flux control strategy. Archives of Electrical Engineering. 2015. Vol. 64(1). Pp. 37-51.
- May H., Paáka R., Paplicki P., Szkolny S., Canders W.-R. Modified concept of permanent magnet excited synchronous machines with improved high-speed features. Arch. Electr. Eng. Jan. 2011. Vol. 60. no. 4. Pp. 531–540.
- Cousseau R., Romary R., Pusca R., Semail E. Two-Slot Coil Pitch For Five-Phase Integrated Permanent Magnet Synchronous Machine. 2020 International Conference on Electrical Machines (ICEM), Gothenburg, Sweden, 2020. Pp. 1615-1620. DOI: 10.1109/ICEM49940.2020.9271037.
- Sen B., Wang J. Stationary Frame Fault-Tolerant Current Control of Polyphase Permanent-Magnet Machines Under. IEEE Transactions on Power Electronics. 2016. Vol. 31. no. 7. Pp. 4684–4696.
- Kutsyk A., Semeniuk M., Korkosz M., Podskarbi G. Diagnosis of the Static Excitation Systems of Synchronous Generators with the Use of Hardware-In-the-Loop Technologies. Energies. 2021. 14. 6937. DOI: https://doi.org/10.3390/en14216937.
- Plakhtyna O., Kutsyk A., Semeniuk M. Real-Time Models of Electromechanical Power Systems, Based on the Method of Average Voltages in Integration Step and Their Computer Application. Energies. 2020. Vol. 13. 2263. DOI: https://doi.org/10.3390/en13092263.
- Куцик А. С., Семенюк М. Б., Йовбак В. Д. Застосування методу середньокрокових напруг для математичного моделювання електромеханічних ситстем з синхронною машиною. Вісник НУ “Львівська політехніка” “Електроенергетичні та електромеханічні системи”. 2010. № 671. С. 45-50.
- Romeral L., Urresty J. C., Riba Ruiz J.-R., Garcia Espinosa A. Modeling of Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motors With Stator Winding Interturn Faults. IEEE Transactions on Industrial Electronics. May 2011. Vol. 58. no. 5. Pp. 1576-1585. DOI: 10.1109/TIE.2010.2062480.
- S. Alves de Souza, W. Issamu Suemitsu. Five-Phase Permanent-Magnet Synchronous Motor. IEEE Latin America Transactions. April 2017. Vol. 15. no. 4. Pp. 639-645. DOI: 10.1109/TLA.2017.7896349.