طراحی و کنترل ژنراتور مغناطیس دائم شار محور بدون هسته جهت استحصال بیشترین توان از توربین بادی سرعت متغیر

در این مقاله طراحی و کنترل ژنراتور سنکرون آهنربای دائم شار محور بدون هسته جهت کاربرد توربین بادی سرعت متغیر ارائه شده است. تاثیر تغییرات پارامترهای اصلی طراحی بر هزینه مواد فعال مصرفی و مشخصه های عملکردی ژنراتور با استفاده از روش آنالیز حساسیت مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر مناسب پارامترهای طراحی انتخاب شده اند. ژنراتور طراحی شده با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود سه بعدی مدل سازی شده و صحت طراحی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. استراتژی کنترلی در جهت استحصال بیشترین توان از توربین بادی سرعت متغیر است که با محاسبه مقدار گشتاور بهینه به ازای سرعت های مختلف باد صورت می گیرد. به منظور مدل سازی هر چه دقیق تر سیستم و اتصال مستقیم مدل ژنراتور در حوزه fem به سیستم کنترلی مورد استفاده در نرم افزار matlab، از نرم افزار واسط simplorer استفاده شده است. استفاده از این نرم افزار و مدل واقعی ژنراتور در حوزه fem نتایج دقیق تر و مناسب تری را نتیجه می دهد. نتایج حاصل نشان می دهد که سیستم کنترلی مورد استفاده قابلیت ردیابی سریع نقطه کار ژنراتور در جهت تولید ماکزیمم توان را دارد.

Design and Control of a Coreless Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Generator to Extract the Maximum Power from the Variable Speed Wind Turbine

This paper presents design and control of a coreless axial flux permanent magnet synchronous generator for variable speed wind turbine application. The effect of design main parameters variation on the active material cost of the generator and its performance characteristics are investigated using sensitivity analysis, and the proper values of design parameters are chosen. The generator is modeled with 3D Finite Element Method (FEM) and the validity of the design is evaluated. In the control method, the optimum torque values for different wind speeds are calculated to extract the maximum power from the variable speed wind turbine. In order to accurate modeling of the system and direct connection of the generator model in FEM to control system in MatlabSimulink, the simplorer software is used. Using this software and the real model of the generator in FEM, are lead to more accurate results. The results show that the control system tracks the generator maximum power point with good dynamic response.