انتخاب تعداد قطب‌های سیم‌پیچ توان و کنترل ماشین القایی دوتحریکه بدون جاروبک برای کاربرد ژنراتور بادی با سرعت سنکرون 500 دور بر دقیقه

نویسنده

دانشگاه خلیج فارس - بوشهر - دانشکده مهندسی

چکیده

تاکنون ساختارهای گوناگونی در توربین‌های بادی ارائه شده و به‌کار گرفته شده‌اند که ساختار مبتنی بر ژنراتور القایی دوتحریکه به‌دلیل مزایای فنی و اقتصادی مقبولیت بیش‌تری داشته است. در میان ساختارهای دیگر، ساختار مبتنی بر ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک ویژگی‌های جالبی برای به‌کارگیری در توربین‌های بادی داراست که از جمله آنها می‌توان به عملکرد بدون جاروبک، ساختار مستحکم با قابلیت اطمینان بالاتر و هزینه تعمیرات و نگهداری کم‌تر، نیاز به مبدلی با ظرفیت کاهش‌یافته و جعبه‌دنده‌ای با نسبت تبدیل کم‌تر و درنتیجه هزینه و وزن پایین‌تر و مواردی همانند قابلیت بالاتر در گذار از ولتاژ کم اشاره نمود. این ماشین دو سیم‌پیچ بر روی استاتور با نام سیم‌پیچ توان و کنترل و یک سیم‌پیچ قفسی با آرایش ویژه بر روی روتور با نام سیم‌پیچ حلقه آشیانه‌ای دارد. از مواردی که در طراحی ماشین بسیار حائز اهمیت است، انتخاب ترکیب تعداد قطب‌ها برای دو سیم‌پیچ استاتور جهت داشتن بهترین ویژگی‌های عملکردی است. نتایج بررسی‌های این مقاله با استفاده از مدار معادل الکتریکی و روش تابع توزیع سیم‌پیچی و همچنین مدل المان محدود دوبعدی، نشان می‌دهد که ترکیب 2 و 4 جفت قطب به‌ترتیب برای سیم‌پیچ توان و کنترل، بهترین عملکرد را در سرعت‌های چرخش میانی حدود 500 دور بر دقیقه نتیجه خواهد داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Selection of Power and Control Windings Pole numbers of Brushless Doubly-Fed Induction Machine in Wind Generator Application with 500 rpm Synchronous Speed

نویسنده [English]

  • H. Gorginpour
Engineering Department, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
چکیده [English]

Up to now, several configurations have been proposed and implemented in wind turbine. The structure based on Doubly-Fed induction Generator (DFIG) is used widely because of its technical and economic benefits. Among other structures, Brushless Doubly-Fed Induction Generator (BDFIG) has interesting properties to be used as wind generator such as brushless operation, robust structure with higher reliability and lower operating and maintenance costs, needing partially rated converter and a gear box with lower speed ratio and also, better low voltage ride through capability. There are two 3-phase windings on stator namely power winding (PW) and control winding (CW) and one special cage winding on the rotor which is called nested loop winding. An important design issue is selection of PW and CW pole pair numbers in order to achieve good performance characteristics. In this paper, the analysis carried out using electric equivalent circuit model and 2D finite element model reveals that the 2 and 4 pole pairs combination for PW and CW respectively, results in the best performance for medium speed rotational speeds around 500 rpm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Brushless doubly-fed induction generator
  • nested loop rotor
  • power winding
  • control winding