Simulink model of a synchronous generator for diesel-electric locomotives

The following master thesis is the result of an internship at the Asea Brown Boveri S.p.A. (ABB) in Vittuone, which for many years is operating in the industrial field and it is considered a global technology leader in the production of electric engines and generators. Therefore, the focal point of this dissertation is a specific brushless synchronous generator of the WGx series, applied on the modern diesel electric locomotives for rail transport, through the use of the MATLAB/Simulink software, which has the main advantage of giving the visual feedbacks. The creation of this new model arises from the need of ABB to analyze and to be acquainted about the dynamic behavior of this generator system, so having an additional tool able to identify both critical points and strength of the machine. Therefore, it was decided to simulate the behavior of those principal components of the diesel-electric traction chain, which represent the scope of supply of ABB Vittuone, such as primary generator, rotating diode bridge and excitation system, with the support of simplified Subsystem for diesel engine and AVR.

Il presente elaborato è il risultato di uno stage svolto presso l’azienda Asea Brown Boveri (ABB) S.p.A. di Vittuone, da anni operante nel settore industriale e tra i leader mondiali nella produzione di motori e generatori elettrici. Si è quindi deciso di rivolgere l’attenzione ad uno specifico generatore sincrono brushless della serie WGx, alimentato da un sistema di eccitazione ed impiegato nelle moderne locomotive per il trasporto su rotaie. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di sviluppare un modello, attraverso l’impiego del software MATLAB/Simulink, per la simulazione dinamica di questo tipo di generatore, così da poter confermare la perfetta compatibilità tra i componenti e verificare la massima affidabilità ed efficienza del sistema. La creazione di questo nuovo strumento nasce, quindi, dall’esigenza di ABB di conoscere ed analizzare il comportamento del sistema generatore, così da avere uno mezzo aggiuntivo per poter individuare criticità e punti di forza della macchina. Si è quindi deciso di simulare il comportamento dei componenti principali della catena di trazione diesel-elettrica che sono generalmente scopo di fornitura di ABB Vittuone come: generatore primario, ponte a diodi e sistema d’eccitazione, con il supporto di sottosistemi semplificati come motore diesel e AVR.