فهرست جداول
جدول 1-1: مزایا و معایب انواع ژنراتورهای توربین بادی 11
جدول 3-1: مقادیر Ki و Kp برای شکل موج‌های پرکاربرد. 36
جدول 3-2: مقایسه‌ی سیم‌پیچی تک لایه و دولایه. 57
جدول 3-3: ترکیب‌های ممکن تعداد قطب و شیار با در نظر گرفتن ½¼<q< 61
جدول 3-4: ضریب سیم‌پیچی (Kw1) برای تعداد قطب و شیار مختلف 62
جدول 3-5: مقدار پارامتر CT برای تعداد قطب و شیار مختلف 63
جدول 3-6: مشخصات ژنراتور روتور بیرونی آهنربای دائم. 64
جدول 3-7: جزئیات طراحی ژنراتور روتور بیرونی آهنربا دائم 65
جدول 4-1: محدودیت‌ها و الزامات بهینه‌سازی طراحی. 86
جدول 4-2: تعداد 5 کروموزوم برتر معرفی شده در 5 مرتبه اجرای الگوریتم بهینه‌سازی بازده. 89
جدول 4-3: طراحی ژنراتور روتور بیرونی با 48 قطب و 72 شیار، پس از بهینه‌سازی بازده. 90
جدول 4-4: مقدار بازده و چگالی توان قبل و بعد از بهینه‌سازی 93
جدول 4-5: کنترل مقدار بهبود بازده و چگالی توان با تغییر دادن مقدار ضرایب a و b. 94
جدول 4-6: طراحی ژنراتور روتور بیرونی بهینه شده با 48 قطب و 72 شیار پس از بهینه‌سازی بازده و چگالی توان. 96
فهرست علائم
| تعداد فاز | M | بردار پتانسیل مغناطیسی | |
| سرعت نامی برحسب دور در دقیقه | Ns | بردار چگالی شار مغناطیسی | |
| تعداد قطب | P | ||
| تعداد کویل | ncoil | بردار چگالی جریان | |
| تعداد هادی هر شیار | ncs | بارپذیری الکتریکی ویژه | A |
| تعداد دور سیم‌پیچی در یک فاز | Nph | سطح مقطع هادی در یک شیار | ac |
| تعداد شیار | ns | سطح مقطع شیار | as |
| تلفات جریان گردابی در هادی | Pcu,eddy | چگالی شار مغناطیسی | B |
| توان کل | Pt | بارپذیری مغناطیسی ویژه | Bg |
| تلفات کل مسی | Pcu | چگالی شار پسماند | Br |
| چگالی توان | Pdensity | قطر داخلی روتور ماشین | Di |
| تلفات کل آهن | PFe | قطر متوسط روتور | Dm |
| تلفات جریان گردابی در هسته‌ها (آهن) | PFe,eddy | قطر خارجی ماشین | Do |
| تلفات هیسترزیس | Ph | عمق دندانه | ds |
| تلفات مکانیکی | Pm | قطر خارجی استاتور ماشین | Ds |
| توان خروجی | Pout | نیرو محرکه‌ی القایی | E |
| توان | هارمونیک nام نیرو محرکه‌ی القایی | En | |
| تلفات اهمی | PRI2 | نیرو محرکه‌ی القایی یک کویل | Ecoil |
| تعداد شیار یک فاز به ازای یک قطب | Q | مقدار ماکزیمم نیرو محرکه‌ی القایی | Epk |
| مقاومت سیم‌پیچی‌های یک فاز | Rphase | تابع نسبت قطر | F() |
| شعاع تقریبی کویل | rs | فرکانس الکتریکی | F |
| دوره‌ی تناوب | T | فاصله هوایی | G |
| ولتاژ | V | فاصله هوایی موثر | geff |
| ضخامت آهنربا | Lpm | شدت میدان مغناطیسی | H |
| مقدار ماکزیمم ولتاژ | Vm | جریان
|
I |
| مقدار موثر ولتاژ | Vrms | مقدار ماکزیمم جریان | Ipk |
| ضخامت سیم‌پیچی | Wcu | کل جریان داخل یک شیار | Is |
| گام دندانه در شعاع داخلی | Wti | چگالی جریان | Jw |
| گام دندانه در شعاع خارجی | Wto | ضریب تلفات جریان گردابی هسته‌ی روتور | Kcr,eddy |
| راکتانس عکس‌العمل آرمیچر | Xa | ضریب تلفات هیسترزیس هسته‌ی روتور | Kcr,h |
| راکتانس نشتی تفاضلی | Xdiff | ضریب تلفات جریان گردابی هسته‌ی استاتور | Kcs,eddy |
| راکتانس نشتی پیشانی سیم‌پیچی | Xend | ضریب تلفات هیسترزیس هسته‌ی استاتور | Kcs,h |
| کل راکتانس نشتی یک فاز | Xl | ضریب انباشتگی (پر شدگی) شیار | Kcu |
| راکتانس نشتی شیار | Xsl | ضریب تلفات جریان گردابی هادی‌ها | Kcu,eddy |
| راکتانس سنکرون | Xsyn | هارمونیک nام ضریب توزیع | Kdn |
| نسبت قوس قطب به گام قطب | αp | ضریب نیرو محرکه‌ی القایی | Ke |
| نسبت عرض دندانه به گام شیار | αs | ضریب تصحیح چگالی شار فاصله هوایی | Kf |
| بازده | Η | ضریب شکل موج جریان | Ki |
| گام شیار برحسب درجه‌ی الکتریکی | ϴs | ضریب شکل موج توان | Kp |
| نسبت قطر داخلی به خارجی | Λ | هارمونیک nام ضریب گام | Kpn |
| نفوذ پذیری مغناطیسی نسبی | μr | هارمونیک nام ضریب مورب‌سازی آهنربا | Ksn |
| گشتاور | Τ | هارمونیک nام ضریب سیم‌پیچی | Kwn |
| گام کویل در شعاع داخلی | τci | طول موثر سیم‌پیچی | L |
| گام کویل در شعاع خارجی | τco | کل تعداد فاز | M |
| گام قطب | τp | شار پیوندی | Ψ |
| پتانسیل مغناطیسی اسکالر | Ω | فرکانس زاویه‌ای | Ω |
| شار مغناطیسی یک قطب | φpp | ضخامت آهنربا | Lpm |
فهرست واژگان اختصاری
| موتور سنکرون مغناطیس دائم | Permanent Magnet Synchronous Motor | PMSM | ||
| ژنراتور مغناطیس دائم روتور بیرونی | Outer Rotor Permanent Magnet Generator | ORPMG | ||
| ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم | Permanent Magnet Synchronous Generator | PMSG | ||
| گشتاور دندانه‌ای | Cogging Torque | CT | ||
| اتصال مستقیم | Direct Drive | DD | ||
| ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه | Doubly Fed Induction Generator | DFIG | ||
| نیرو محرکه‌ی القایی | Electro Motive Force | EMF | ||
| ژنراتور روتور بیرونی | Outer Rotor Generator | ORG | ||
| روش اجزای محدود | Finite Element Method | FEM | ||
| الگوریتم ژنتیک | Genetic Algorithm | GA | ||
| بزرگترین مقسوم‌علیه مشترک | Greatest Common Devisor | GCD | ||
| اتصال با جعبه‌دنده | Geared Drive | GD | ||
| توربین بادی با محور افقی | Horizontal Axis Wind Turbine | HAWT | ||
| کوچکترین مضرب مشترک | Least Common Multiple | LCM | ||
| مدار معادل مغناطیسی | Magnetic Equivalent Circuit | MEC | ||
| نیرو محرکه‌ی مغناطیسی | Magneto motive Force | MMF | ||
| بهینه سازی انبوه ذرات |
Particle Swarm Optimization | PSO | ||
| ماشین شار محور آهنربای دائم | Axial Flux Permanent Magnet | AFPM | ||
| ژنراتور القایی قفس سنجابی | Squirrel Cage Induction Generator | SCIG | ||
| ژنراتور سنکرون | Synchronous Generator | SG | ||
| ماشین شار عرضی با آهنربای دائم | Transversal Flux Permanent Magnet | TFPM | ||
| توربین بادی با محور عمودی | Vertical Axis Wind Turbine | VAWT |
این مطلب را هم بخوانید : بررسی بلند مدت سیتروئن زانتیا؛ شاهزاده ای که در آرزوی سلطنت پیر شد |
|
| ژنراتور القایی با روتور سیم‌پیچی شده | Wound Rotor Induction Generator | WRIG |
فصل اول
مقدمه
فصل اول: مقدمه
امروزه با افزایش روز افزون تقاضای انرژی برق و کاهش همزمان منابع انرژی فسیلی و نیز نگرانی از آلودگی زیست محیطی ناشی از آنها، کارشناسان در پی یافتن روش‌های تولید انرژی الکتریکی از منابع انرژی تجدیدپذیر برآمدند. انرژی خورشیدی، انرژی باد و انرژی موج دریا و… از این دسته می‌باشند. انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی‌های نو، ارزان‌تر و قابل اعتمادتر بوده و تقریبا در تمامی مکان‌ها قابل دسترسی است. لذا در طی سال‌های اخیر نصب توربین‌های بادی به عنوان یکی از موثرترین روش‌های تولید برق، هر روز گسترده‌تر و فراگیرتر می‌شود. بطوری‌که طبق آمار انجمن انرژی بادی جهان (WWEA[1]) در سال 2014 میلادی نزدیک به GW500 انرژی الکتریکی جهان از طریق توربین‌های بادی نصب شده در 98 کشور دنیا تامین می‌شود که در حدود 7% کل انرژی الکتریکی تولیدی می‌باشد. شکل 1-1 منحنی پیشرفت
