ارائه ساختار جدید جهت اتصال مبدل توربین بادی با ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم به شبکه

هر سیستم تبدیل انرژی باد را می توان به سه بخش اصلی تقسیم نمود: توربین باد، ژنراتور و سیستم اتصال الکتریکی. با توجه به آنکه در این رساله تمرکز بر روی سیستم واسط بین ژنراتور و شبکه می باشد، در مورد دو بخش دیگر، در ابتدای رساله، ملزومات لازم برای بیان تئوری و نوآوری مطرح شده بیان شده است. این ملزومات شامل معادلات حاکم بر یک توربین بادی، الگوریتم دنبال کردن توان ماکزیمم و معادلات حاکم بر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم به همراه دلایل انتخاب این نوع ژنراتور و مزیت های آن است. در ادامه ساختار جدیدی برای سیستم واسط بر اساس استفاده از یکسوکننده های یکطرفه سوئیچ کاهش یافته (یکسوکننده ویینا و یکسوکننده نیم کنترل سه فاز) پیشنهاد شده است. مزایای بکارگیری یکسوکننده ویینا و همچنین کنترل برداری و کنترل مستقیم گشتاور ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم به کمک این یکسوکننده نیز توضیح داده شده است. یک روش کلیدزنی با فرکانس ثابت برای آن پیشنهاد شده و به کمک آن معادلات تحلیلی محاسبه تلفات سیستم واسط بدست آمده است و سیستم های مختلف (سیستم پیشنهادی و سیستم متعارف) از این دیدگاه با یکدیگر مقایسه شده اند. سیستم واسط بر مبنای استفاده از یکسوکننده نیم کنترل نیز پیشنهاد شده و کنترل ژنراتور به کمک این یکسوکننده نیز بیان شده است. همچنین روش پیشنهادی کلیدزنی با فرکانس ثابت برای این نوع یکسوکننده نیز تعمیم یافته و روابط آن بیان گردیده است. تمامی سیستم-های مورد بحث و روش های کنترل حرکت مطرح شده به کمک نرم افزار matlab/simulink شبیه-سازی شده و نتایج آن بررسی شده است. همچنین محاسبه تلفات این سیستم ها در نقاط مختلف کاری و به کمک شبیه سازی نیز انجام گرفته و با نتایج تحلیلی مقایسه شده است. مطابقت نتایج مورد انتظار بر اساس تئوری عملکرد و نتایج بدست آمده از شبیه سازی، صحت تحلیل های انجام گرفته را نشان می-دهد. همچنین یک سیستم آزمایشگاهی اتصال ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم به شبکه نیز ساخته شده و دو سیستم اصلی پیشنهادی به صورت عملی پیاده سازی شده و نتایج آن ارائه گردیده است.