طراحی کنترل کننده ولتاژ-فرکانس بدون سنسور باد برای ژنراتورهای مغناطیس دائم

توان تولیدی یک توربین بادی وابسته به عوامل مختلف جوی مانند سرعت باد، رفتار دینامیکی توربین در برابر تغییرات سرعت باد و راندمان توربین دارد. به منظور استفاده اقتصادی از توربین های بادی حداکثر توان از یک توربین بادی می بایست مشخص و گرفته شود. طراحی کنترل کننده های لازم جهت بدست آوردن خروجی مناسب از توربین می تواند از طرق مختلف و با توجه به نوع ژنراتور مورد استفاده صورت پذیرد.کنترل کننده های مذکور می توانند بر روی خود ژنراتور، مبدل و یا به صورت مکانیکی بر روی توربین وصل شوند. در این پایان نامه سعی شده تا از یک توربین بادی با ژنراتور مغناطیس دائم حداکثر توان استحصال حاصل شود. برای هدف ذکر شده، دو روش پیشنهادی که نسبت به یکدیگر دارای مزایا و معایبی بودند ارائه شد. به منظور ایجاد یک کنترل مقاوم و قابل اعتماد به جای استفاده از سنسور های مکانیکی، از تخمین گر حالت جهت تخمین سرعت و گشتاور استفاده شد و همچنین امکان اتصال نرم و کنترل ولتاژ و فرکانس توسط یک مبدل چند سطحی و مبدلی با لینک dc بررسی گردید. برای طراحی کنترل کننده مد لغزشی از معادلات حالت حاکم بر ژنراتور مغناطیس دائم استفاده شد. این کنترل کننده توانست با کمک استفاده از لینک dc خروجی توربین را بدون نیاز به سنسور باد و به صورت دقیق و مقاوم تخمین بزند. در ادامه مطالعه پایداری سیستم پیشنهادی صورت گرفت و شبیه-سازی ها نشان دادند که ژنراتور به راحتی و نرمی به شبکه متصل شود و توان حداکثر را مطابق مقادیر مرجع تولید می نماید و به تغییرات دینامیکی با سرعت مناسب پاسخ می دهد. در شبیه سازی انجام شده هدف اصلی اثبات قابلیت ساختار جهت اخذ حداکثر توان از ژنراتور مغناطیس دائم است. لذا از اتصال مبدل و ساختار پیشنهادی به شبکه اجتناب شده است. لازم به ذکر است که با اضافه کردن یک حلقه کنترلی و با تنظیم سطوح ولتاژ می توان این سیستم را به شبکه وصل نمود و درهمان وضعیت حداکثر توان قابل اخذ می باشد