[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: دوره 10، شماره 3 - ( 7-1400 ) ::
جلد 10 شماره 3 صفحات 14-25 برگشت به فهرست نسخه ها
کنترل سرج کمپرسور گریز از مرکز با استفاده از شیر بازگشتی
عادل خسروی ، عباس چترایی* ، غضنفر شاهقلیان ، سید محمد کارگر
دانشکده مهندسی برق- واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
چکیده:   (685 مشاهده)
  یکی از مشکلات عملکردی کمپرسورهای گریز از مرکز رخداد پدیده سرج در آن­ها است که به علت­های  مختلف، فشار سیال در داخل کمپرسور معکوس شده و باعث آسیب­های جدی به قسمت­های مختلف کمپرسور خواهد شد. لذا کنترل سرج یکی از چالش­­های کنترل کمپرسورها است و باعث گسترش محدوده عملیاتی کارکرد کمپرسور می­گردد. در این مقاله مدل دینامیکی کمپرسورهای گریز از مرکز مورد استفاده قرار گرفته و از ­کنترل­کننده تناسبی-انتگرا­گیر-مشتق­گیر (PID) و کنترل­کننده مد لغزشی جهت کنترل پدیده سرج برای فاصله‌یابی نسبت به خط سرج بهره گرفته شده است. سطح لغزش جدید برای کنترل­کننده مد لغزشی تعریف شده و کنترل کمپرسور با استفاده همزمان از شیربازگشتی و دریچه ورودی انجام شده است. برای تضمین پایداری سطح لغزش در نظر گرفته ‌شده از یک تابع لیاپانوف درجه دوم استفاده می­شود. با ارئه نتایج شبیه­سازی رفتار کمپرسور با کنترل­کنندهPID  و مدلغزشی، نشان­ داده شده که کنترل­کننده مدلغزشی طراحی­شده توانایی کنترل کمپرسور را در سرعت­های مختلف بهتر از کنترل­کننده PID دارد.
واژه‌های کلیدی: پدیده سرج، کنترل مد لغزشی، کمپرسور، شیر بازگشتی، کنترل‌کننده تناسبی مشتق‌گیر انتگرال‌گیر
متن کامل [PDF 2112 kb]   (11 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: برق و کامپیوتر
دریافت: 1399/9/2 | پذیرش: 1400/3/26 | انتشار: 1400/4/6
فهرست منابع
1. Bell, I. H., Groll, E. A., Braun, J. E., Horton, W. T. (2013). A computationally efficient hybrid leakage model for positive displacement compr¬es¬sors and expa¬nd¬ers, International Journal of Refrigeration, Vol. 36, No. 7, pp. 1965-1973, Nov. 2013. [DOI:10.1016/j.ijrefrig.2013.01.005]
2. Bartolini, G., Muntoni, A., Pisano, A., Usai, E. (2008). Compressor surge suppression by second-order sliding mode control technique, IFAC Proceedings Volumes, Vol. 41, No. 2, pp. 6238-6244. [DOI:10.3182/20080706-5-KR-1001.01053]
3. Cortinovis, A., Pareschi, D., Mercangoez, M., Besselmann, T. (2012). Model predictive anti-surge control of centrifugal compressors with variable-speed drives, IFAC Proceedings Volumes, vol.45, pp. 251-256. [DOI:10.3182/20120531-2-NO-4020.00052]
4. Chetate, B., Zamoum, R., Fegriche, A., Boumdin, M. (2013). PID and novel approach of PI fuzzy logic controllers for active surge in centrifugal comp¬ressor, Arabian Journal for Science and Engineering, Vol. 38, No. 6, pp 1405-1414. [DOI:10.1007/s13369-013-0601-6]
5. Chen, S., Wei, Z., Sun, G., Cheung, K. W., Wang, D. (2017), Identifying optimal energy flow solvability in electricity-gas integrated energy systems, IEEE Trans. on Sustainable Energy, vol. 8, no. 2, pp. 846-854. [DOI:10.1109/TSTE.2016.2623631]
6. Cheng, S. (2019). Nonlinear dynamic analysis of recip¬ro¬ca¬ting compressor considering different clearance, Proceeding of the IEEE/EITCE, pp. 532-535, Xia¬me¬n, China. [DOI:10.1109/EITCE47263.2019.9094823]
7. Fujisawa, N., Inui, T., Ota, Y. (2019). Evolution process of diffuser stall in a centrifugal compressor with van¬n¬e¬d diffuser, Journal of Turbomachinery, Vol. 141, No. 4, pp. 1-10. [DOI:10.1115/1.4042249]
8. Gravdahl, J. T. and Egeland, O. (1999). Centrifugal comp¬res¬sor surge and speed control, in IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 7, no. 5, pp. 567-579. [DOI:10.1109/87.784420]
9. Ghanavati, M., Salahshoor,K., Motlagh, M. R. J., Ramazani, A., Moarefianpour, A. (2018). A novel combined approach for gas compressors surge suppression based on robust adaptive control and backstepping, Journal of Mechanical Science and Technology. [DOI:10.1007/s12206-018-0133-1]
10. Haddad, W. M., Leonessa, A., Chellaboina, V., Fausz, J. L. (1999). Nonlinear robust disturbance rejection controllers for rotating stall and surge in axial flow compressors, IEEE Trans. on Control Systems Technology, vol. 7, no. 3, pp. 391-398. [DOI:10.1109/87.761059]
11. Hua, Z., Zhao, D., Dou, M., Yan, L., Zhang, H. (2017). Modeling and control of brushless DC motor for compressor driving, Proceeding of the IEEE/ECCE, Cincinnati, OH, USA, pp. 1-5. [DOI:10.1109/ECCE.2017.8096925]
12. Järvisalo, M., Ahonen, T., Ahola, J., Kosonen, A., Niemelä, M. (2016). Soft-sensor-based flow rate and specific energy estimation of industrial variable-speed-driven twin rotary screw compressor, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 63, no. 5, pp. 3282-3289. [DOI:10.1109/TIE.2016.2527621]
13. Johansen, T., Bøhagen, B., Spjøtvold, J. (2009). Anti-surge controlControl theoretic analysis of existing anti-surge control strategies, NTNU.
14. Mozafarpoor-Khoshrodi, S.H., Shahgholian, G. (2016). Im¬p¬rov¬ement of perturb and observe method for maximum power point tracking in wind energy conversion system using fuzzy controller, Energy Equipment and Systems, vol. 4, no. 2, pp. 111-122.
15. Ma, X., Zheng, S., Wang, K. (2019). Active surge control for magnetically suspended centrifugal compressors using a variable equilibrium point approach, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 66, no. 12, pp. 9383-9393. [DOI:10.1109/TIE.2019.2891412]
16. Nehler, T. (2018). Linking energy efficiency measures in industrial compressed air systems with non-energy benefits- A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 89, pp. 72-87. [DOI:10.1016/j.rser.2018.02.018]
17. Shahgholian, G. (2020). An overview of hydroelectric power plant: Operation, modeling, and control, Journal of Renewable Energy and Environm-ent, vol. 7, no. 3, pp. 14-28.
18. Oucheriah, S. and Guo, L. (2019). PWM-based adaptive sliding-mode control for boost DC-DC converters, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 60, no. 8, pp. 3291-3294. [DOI:10.1109/TIE.2012.2203769]
19. Torrisi, G., Grammatico, S., Cortinovis, A., Mercangöz, M., Morari, M., Smith, R. S. (2017). Model predictive approaches for active surge control in centrifugal compressors, IEEE Trans. on Control Systems Technology, pp. 1947-1960. [DOI:10.1109/TCST.2016.2636027]
20. Woo, S., Pecht, M., O'Neal, D. L. (2020). Reliability design and case study of the domestic compressor subjec¬ted to repetitive internal stresses, Reliability Engi¬ne¬ering and System safety, Vol. 193. [DOI:10.1016/j.ress.2019.106604]
21. White, A. J. and Meacock, A. J. (2004). An evaluation of the effects of Water Injection on compressor performance, Transactions of the ASME, pp. 748-754, 2004. [DOI:10.1115/1.1765125]
22. Xu, W., Wang, Q., Li, X., Liu, Y., Zhu, J. (2020). A novel resonant frequency tracking control for linear compressor based on MRAS method, CES Trans. on Electrical Machines and Systems, vol. 4, no. 3, pp. 227-236. [DOI:10.30941/CESTEMS.2020.00028]
23. Yoon, S. Y., Lin, Z., Allaire, P. E. (2014). Experimental evaluation of a surge controller for an AMB supported compressor in the presence of piping acoustics, IEEE Trans. on Control Systems Technology, vol. 22, no. 3, pp. 1215-1223. [DOI:10.1109/TCST.2013.2274729]
24. Yoon, J. W., Wilailak, Bae, S., J. E., Lee, C. J., Kim, I. W. (2020). Surge analysis in a centrifugal compressor using a dimensionless surge number, Chemical Engineering Research and Design, vol. 164, pp. 240-247. [DOI:10.1016/j.cherd.2020.10.004]
25. Yin, X. X., Lin, Y. G., Li, W., Gu, Y. J., Liu, H. W., Lei, P. F. (2015). A novel fuzzy integral sliding mode current control strategy for maximizing wind power extraction and eliminating voltage harmonics, Energy, vol. 85, pp. 677-686. [DOI:10.1016/j.energy.2015.04.005]
26. Zhang, Y., Zheng, S., Chen,, G., Fang, J. (2018). Surge dete¬c¬tion approach for magnetically suspended centr¬if¬u¬g¬al compressors using adaptive frequency esti¬ma¬t¬o¬r, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 65, No. 7, pp. 5733-5742. [DOI:10.1109/TIE.2017.2774728]
27. D. Zhao, B. Blunier, F. Gao, M. Dou, A. Miraoui, "Control of an ultrahigh-speed centrifugal compressor for the air management of fuel cell systems", IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 50, No. 3, pp. 2225-2234, May/June 2014. [DOI:10.1109/TIA.2013.2282838]
28. Zhao, D., Blunier, B., Gao, F., Dou, M., Miraoui, A. (2014), Control of an ultrahigh-speed centrifugal compressor for the air management of fuel cell systems, IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 50, No. 3, pp. 2225-2234. [DOI:10.1109/TIA.2013.2282838]
29. خسروی ع.، چترایی ع.، شاهقلیان غ.، کارگر م. (1399) مدل‌سازی کمپرسور 250-K با استفاده از روش سری موازی نارکس و فازی سلسله ‌مراتبی، نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، سال 18، شماره 3، ص.: 191-198.
30. شهسواری، م.، میرطلائی م. م. (1400). طراحی و پیاده سازی یک مبدل غیر ایزوله چند درگاهه با بهره ولتاژ بالا"، نشریه روش¬های هوشمند در صنعت برق، ش.: 46، ص.: 33-48.
31. محمدی پ.، جدی م.، شیخ¬الاسلام ف.، غیور م. (1391). بهبود محدوده عملکرد کمپرسورهای گریز از مرکز گازی با تغییر خط کنترل سرج با استفاده از کنترل فعال برمبنای منطق فازی"، نشریه روش¬های هوشمند در صنعت برق، سال: 3، ش.: 9، ص.: 51-56.
32. مهدویان، م.، بهزادفر، ن. (1398). مروری بر سیستم تبدیل انرژی بادی و کاربرد انواع ژنراتور القایی"، نشریه تحقیقات نوین در برق، سال: 8، ش.: 1، ص.: 55-66.


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Khosravi A, Chatraei A, Shahgholian G, Kargar S M. The control of centrifugal compressor surge using a recycle valve. ieijqp. 2021; 10 (3) :14-25
URL: http://ieijqp.ir/article-1-790-fa.html

خسروی عادل، چترایی عباس، شاهقلیان غضنفر، کارگر سید محمد. کنترل سرج کمپرسور گریز از مرکز با استفاده از شیر بازگشتی. نشریه کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران. 1400; 10 (3) :14-25

URL: http://ieijqp.ir/article-1-790-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 10، شماره 3 - ( 7-1400 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی- پژوهشی کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران Iranian Electric Industry Journal of Quality and Productivity
Persian site map - English site map - Created in 0.04 seconds with 29 queries by YEKTAWEB 4331