مدلسازی و شبیه سازی دینامیکی ژنراتورآهنربای دائم شار متقاطع و کاربرد آن در توربین های بادی

ماشین‌های با تحریک آهنربای دائم دارای بازده بالاتر و قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به ماشین‌های با تحریک الکتریکی می‌باشند. در میان ماشین‌های آهنربای دائم، ماشین‌های شارمتقاطع نسبت توان به حجم و گشتاور الکتریکی به حجم بالاتری دارند، بطوریکه در توان‌های یکسان سایز آن‌ها از ماشین‌های معمول آهنربای دائم کوچک‌تر است، و این، دلیل توجه محققان به ماشین‌های شارمتقاطع در سال‌های اخیر است. مولدهای شارمتقاطع می‌توانند با گام قطب کوچک‌تری، نسبت به دیگر ماشین‌ها ساخته شوند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که این ماشین‌ها، چگالی نیروی بالاتری نسبت به دیگر ماشین‌های آهنربای دائمی داشته باشند. سیم‌پیچی مسی مولدهای شارمتقاطع ساده است و سیم‌پیچی مسی غیرفعال آن‌ها به‌صورت قابل‌ملاحظه‌ای نسبت به دیگر ماشین‌ها کمتر است، بنابراین جرم مواد فعال برای تولید توان و گشتاور الکتریکی موردنیاز، می‌تواند کمتر از دیگر ماشین‌ها باشد. به‌عبارتی‌دیگر، حجم کوچک‌تر مواد فعال به واحد گشتاور الکتریکی را توسط این ماشین‌ها می‌توان به دست آورد. بنابراین این مولد با ایجاد تعداد قطب زیاد و گام قطب کوچک ایجاد توان و گشتاور بالایی می‌کند، و می‌تواند گزینه مناسبی برای استفاده در تولید انرژی الکتریکی از نیروی باد، بخصوص در سرعت‌های کم‌باد باشد. نبود مدل دینامیکی مناسب و کاربرد این مولد، مدل‌سازی و شبیه‌سازی دینامیکی، برای تحلیل عملکرد آن تحت شرایط مختلف ضروری است. بنابراین، این مقاله یک مدل دینامیکی برای این مولد جهت اتصال به توربین بادی ارائه نموده، سپس با شبیه سازی سیستم توربین-ژنراتور به شبیه سازی توربین بادی بر اساس این مولد پرداخته است.

dynamic modeling and simulation of cross flux permanent magnet generator and its application in wind turbines

machines with permanent magnet excitation have higher efficiency and more reliability than machines with electric excitation. among the permanent magnet machines, the crossover machines have a higher ratio of power to volume and electric torque to volume, so that at the same power, their size is smaller than the usual permanent magnet machines. and this is the reason why researchers have paid attention to crossover machines in recent years. cross-phase generators can be made with a smaller pole pitch than other machines. these features make these machines have a higher power density than other permanent magnet machines. the copper winding of the crossover generators is simple, and their passive copper winding is considerably less than other machines, so the mass of active materials required to produce power and electric torque can be less than other machines. in other words, a smaller volume of active materials per unit of electric torque can be obtained by these machines. therefore, this generator creates high power and torque by creating a large number of poles and a small pole pitch, and it can be a suitable option for use in the production of electrical energy from wind power, especially at low wind speeds.  the lack of a suitable dynamic model and the application of this generator, dynamic modeling and simulation, are necessary to analyze its performance under different conditions. therefore, this article presents a dynamic model for this generator to be connected to the wind turbine, and then simulates the wind turbine based on this generator by simulating the turbine-generator system.