این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۶، شماره ۱۱، صفحات ۴۵-۵۳
عنوان فارسی ساختار نوین کنترل توربین بادی با ژنراتور سنکرون با هدف کاهش بارگذاری برج
چکیده فارسی مقاله در سال‌های اخیر با توجه به کاربرد گسترده توربین‌های بادی، بهبود سیستم کنترلی آن‌ها با هدف‌ کاهش بارهای مکانیکی مورد توجه بوده است. از طرفی در توربین‌های بادی مدرن، ژنراتور سنکرون با تحریک الکتریکی در ساختار درایو مستقیم (بدون گیربکس) به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش، مزیت بهره‌گیری از ولتاژ تحریک ژنراتور سنکرون و زاویه گام پره‌ها در ساختار کنترلی نوین چندمتغیره-تطبیقی توربین بادی مورد تحقیق قرار می‌گیرد. اهداف کنترلی محدود کردن نوسانات سرعت دورانی روتور و کاهش بارهای مکانیکی وارد بر برج می‌باشد. ساختار کنترلی متمرکز بر اساس مدل دینامیکی توربین بادی و با لحاظ کردن اثرات متقابل آیرودینامیکی، ارتعاشاتی و الکتریکی طراحی می‌گردد. تعیین بهره‌های ماتریس کنترلی با توجه به مدل غیرخطی و پیچیده توربین، با بهره‌گیری از روش‌های بهینه‌سازی انجام می‌شود. رفتار آیرودینامیکی پره‌ها تابعی غیرخطی از شرایط کاری می‌باشد و برای دستیابی به رفتار دینامیکی یکنواخت، بهره‌های کنترلی در شرایط مختلف محاسبه و به روش جدول‌بندی بهره پیاده‌سازی می‌گردد. در توربین‌های بادی، عوامل مختلفی همچون دینامیک‌های سیستم الکتریکی، محدودیت‌های کنترل دیجیتال و نویز سیگنال می‌تواند بر عملکرد کنترلی تاثیرگذار باشد. به منظور بررسی این اثرات، شبیه‌ساز توربین بادی توسعه داده می‌شود و عملکرد کنترلگر چندمتغیره-تطبیقی به صورت سخت‌افزار در حلقه مورد تحقیق قرار می‌گیرد. با مقایسه عملکرد کنترلگر طراحی شده و کنترلگر چندمتغیره دو ورودی-یک خروجی در شرایط باد مغشوش، بارهای مکانیکی وارد بر برج به میزان 26 درصد کاهش می‌یابد و در نتیجه عمر برج به عنوان یکی از اجزا اصلی توربین افزایش می‌یابد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی A novel control structure for wind turbine with synchronous generator for tower load reduction
چکیده انگلیسی مقاله The attenuation of mechanical load is one of the most effective approaches in wind turbine components cost reduction, and improving the control system reduces mechanical loads with minimum effort. In modern wind turbines, electrically-excited synchronous generators are mostly applied in direct-drive structure. In current research, generator field voltage along with the blade pitch angle is employed for tower load reduction in a novel multivariable-adaptive control structure. The controller is designed based on the extracted model with aerodynamic, vibratory and electrical interactions. The centralized multivariable structure is chosen to simultaneously reduce rotor speed fluctuations and tower vibrations. Since the nonlinear wind turbine model is complex, the controller is designed via optimization process. The nonlinear aerodynamic behavior of blades influences the closed-loop performance in different operating condition; therefore controller is adapted to the condition by employing gain-scheduling method. The effects of signal noise, digital control and higher-order dynamics of electrical system might defect the closed-loop stability. The designed controller is implemented on a wind turbine simulator which includes the before-mentioned effects. By comparing the performance of the multivariable adaptive controller with a two input-one output multivariable controller, it is proven that the mechanical loads acting on tower have been greatly decreased.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله آرش حاتمی |
دانشجوی دکتری دانشگاه فردوسی مشهد
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه فردوسی (Ferdowsi university)

بهنام معتکف ایمانی | moetakef imani
استاد عضو هیات علمی گروه مکانیک دانشگاه فردوسی مشهد
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه فردوسی (Ferdowsi university)

نشانی اینترنتی http://mme.modares.ac.ir/article_15532_4d58e429e2bef31439a8a35ee6d6c5cc.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1256/article-1256-227120.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات