انتخاب ترکیب تعدادِ قطب-شیار برای ژنراتور PM درایو مستقیم با توربین بادی
Choice of Pole-Slot Number Combination for PM Generator Direct-Driven by Wind Turbine
چکیده- ژنراتور مغناطیس دائم (PM) درایوشده بطور مستقیم با توربین بادی دارای مزایای زیر است: راندمان بالا، ساختار ساده و عملکرد قابل اطمینان، و نیز ویژگی هایی مثل سرعت پایین، چند قطبی بودن و اندازه بزرگ را دارد. نحوه بهره برداری مناسب از ابعاد ساختاری، بهبود عملکرد و کاهش هزینۀ ماشین با انتخاب مناسب تعداد قطب و نیز تعداد شیارهای استاتور یک مساله مهم در طراحی ژنراتور بادی PM درایو مستقیم است، که باید این موضوع مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله، عملکرد یک ژنراتور بادیِ PM درایو مستقیمِ 5/1 مگاوات برای ترکیب های مختلفی از تعداد قطب-شیار برای یک ماشین با اندازه مشخص ، بر اساس تحلیل اجزا محدودِ تزویجی در حوزه مداری مطالعه شده است. مطالعه مقایسه ای نشان می دهد که نحوه انتخاب تعداد قطب و تعداد شیار تاثیر قابل توجهی در عملکرد ژنراتور دارد و بهترین عملکرد زمانی بدست می آید که ترکیب مناسبی از تعداد قطب و شیار انتخاب شده باشد.
1. مقدمه
انرژی بادی بعنوان یک منبع انرژی تمیز و تجدیدپذیر، بسیار مورد توجه قرار گرفته است بخصوص در زمینه استفاده از آن در تولید برق بادی. یک توربین بادی بزرگ دارای اندازه بزرگ و سرعت چرخش پایین است. به منظور کاهش اندازه ژنراتور، سیستم تولید برق بادی بطور معمول از گیربکس (جعبه دنده) استفاده می کند تا سرعت توربین بادی را افزایش دهد. با این حال، انتقال مکانیکی چند مرحله ای جعبه دنده نه تنها نویز و تلفات توان را افزایش می دهد بلکه نیاز به تعمیر و نگهداری دارد که قابلیت اطمینان سیستم برق بادی را کاهش می دهد [3-1]. برداشتن جعبه دنده و جاروبک گام های توسعه ای بوده اند که در زمینه تکنولوژی تولید برق بادی صورت گرفته است. ژنراتور مغناطیس دائم (PM) درایو مستقیم با توربین بادی دارای مزایای راندمان بالا، ساختار ساده و عملکرد مطمئن بوده و ویژگی های سرعت پایین، چند قطبی بودن و اندازه بزرگ را داراست. نحوه بهره برداری مناسب از ابعاد ساختاری، بهبود عملکرد و کاهش هزینه ماشین با انتخاب مناسب تعداد قطب و نیز تعداد شیارهای استاتور یک مساله مهم در طراحی ژنراتور بادی PM درایو مستقیم است، که باید این موضوع حل شود[6-4]. در این مقاله، عملکرد یک ژنراتور بادیِ PM درایو مستقیمِ 5/1 مگاوات برای ترکیب های مختلفی از تعداد قطب-شیار برای یک اندازه مشخص ماشین، بر اساس تحلیل اجزا محدودِ تزویجی در حوزه مداری مطالعه شده است.