وبلاگ

۳-۶-۳:کنترل ایستای اکتیو(Active Stall Control)

در این کنترل در سرعت پایین باد پره های مشابه Pitch control در مسیر باد قرار می گیرند و در سرعت های بالای باد پره ها به آرامی از حرکت باز می ایستند. مزیت این کنترل این است که قادر به جبران تغییرات چگالی هوا می‌باشد.دلیل وجود مکانیزم Pitch استفاده از آن به عنوان یک عملگر ترمزی است.[۳۰و۱۹]

۳-۷:ژنراتور های توربین های بادی

اساسا یک توربین بادی برای تولید توان نیاز به یک ژنراتور سه فاز دارد تا انرژی مکانیکی گرفته شده از باد را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. امروزه با ورود مبدل های الکترونیک قدرت به عرصه توربین های بادی، از همه انواع ژنراتور های AC با فرکانس های مختلف یا ژنراتور DC برای تولید توان استفاده می شود. انواع مختلف ژنراتورهایی که در توربین های بادی مورد استفاده قرار می گیرند را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود:

• ژنراتور القایی:

1. 1. ژنراتور القایی قفس سنجابی(SCIG)

1. 1. ژنراتور القایی روتور سیم پیچی شده(WRIG)

1. 1. ژنراتور القایی Opti Slip (OSIG)

1. ژنراتور القایی با تغذیه دوبل (DFIG)

• ژنراتور سنکرون:

1. 1. ژنراتور سنکرون روتور سیم پیچی شده

1. 1. ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم

1. ژنراتور DC

• • ژنراتور های ولتاژ بالا

• • ژنراتور های سوئیچ رلوکتانسی

• ژنراتورهای با میدان مورب

۳-۷-۱:ژنراتور القایی

بیشترین و معمول ترین نوع ژنراتور که در توربین های بادی مورد استفاده قرار می‌گیرد ژنراتور القایی است. این ژنراتورها دارای مزایای زیادی هستند که از جمله می توان به مقاوم بودن و سادگی قسمت مکانیکی ژنراتور و هم چنین قیمت پایین این ژنراتورها اشاره نمود.مشکل اساسی این ژنراتورها،مصرف توان راکتیو می‌باشد ژنراتورهای القایی برخلاف ژنراتورهای سنکرون که خود توان راکتیو مورد نیاز خود را تامین می‌کند،این توان را از طریق شبکه یا از طریق ادوات الکترونیک قدرت تامین می کند. فرکانس و ولتاژ در ژنراتورهای القایی توسط شبکه تعیین می‌گردد و بسته به اینکه ماشین در چه سرعتی(بالاتر یا پایین تر از سرعت سنکرون)کار می‌کند می‌تواند به صورت ژنراتوری یا موتوری عمل نماید. همان گونه که می‌دانیم که سرعت سنکرون در ژنراتور القایی به فرکانس و تعداد قطب های ژنراتور بستگی دارد و می توان با تغییر تعداد قطب ها و فرکانس در این ژنراتورها سرعت سنکرون را تغییر داد. روتور این ژنراتورها می‌تواند به دو صورت قفس سنجابی یا سیم پیچی شده باشد در ادامه به معرفی این دو نوع ژنراتور می پردازیم.

۳-۷-۱-۱:ژنراتور القایی قفس سنجابی

مدت های زیادی ژنراتور القایی قفس سنجابی،متداول انتخاب برای توربین های بادی بود.علت این امر نیز سادگی قسمت مکانیکی،بازدهی بالا و نیاز کمتر این ژنراتورها به تعمیر و نگه داری بود.بازه تغییرات سرعت این ژنراتورها بسیار محدود است و در نتیجه از این ژنراتورها در توربین های بادی سرعت ثابت استفاده می‌شوند این ژنراتورها زمانی می‌توانند تولید توان کنند که سرعت ژنراتور بیشتری از سرعت سنکرون باشد و در غیر اینصورت ماشین به صورت موتوری عمل می‌کند. معمولا در سرعت های کمتر از سرعت سنکرون این ژنراتورها از مدار قطع می‌گردند. برای اتصال مجدد این ژنراتورها به شبکه معمولا از راه انداز نرم^۱ استفاده می شود. همچنین از یک بانک خازنی برای تامین توان راکتیو مورد نیاز ژنراتور استفاده می شود.

مشخصه گشتاور- سرعت این ژنراتور دارای شیب بسیار تندی می‌باشد و در نتیجه هر گونه تغییر و اغتشاش در سرعت باد به طور مستقیم به شبکه منتقل می‌گردد. در نتیجه در اتصال این ژنراتورها به شبکه های ضعیف شاهد نوسانات بیشتر ولتاژ خواهیم بود. اما در هنگام عملکرد نرمال ژنراتور و اتصال آن به شبکه های ________________________________________

۱٫soft starter

بزرگ،این ژنراتورها بسیار مقاوم و پایدار عمل می‌کنند. ضریب قدرت این ژنراتورها در هنگام بار کامل،کم بوده و میزان لغزش ژنراتور با تغییر بار،دچار تغییر می‌گردد. برای بهبود ضریب قدرت در این ژنراتورها از یک بانک خازنی که به طور موازی با ژنراتور قرار می‌گیرد استفاده می شود.

بین توان اکتیو، توان راکتیو، ولتاژ ترمینال و سرعت روتور در این ژنراتورها یک رابطه مستقیم وجود دارد.این بدان معنی است که در سرعت های بالای باد، در صورتی می‌تواند توان اکتیو بیشتری تولید کند که توان راکتیو بیشتری از شبکه جذب نماید.در ژنراتورهای القایی قفس سنجابی،مقدار توان راکتیو مصرفی غیر قابل کنترل است و توان راکتیو با تغییر سرعت باد تغییر می‌کند.تامین توان راکتیو توسط شبکه، سبب ایجاد تلفات در خطوط انتقال گردیده و می‌تواند گاهی اوقات شبکه را به حالت ناپایداری ببرد. در هنگام بروز خطا در خطوط انتقال ،ژنراتور القایی بدون سیستم جبران سازی توان راکتیو می‌تواند موجب ناپایداری ولتاژ در شبکه می‌گردد.هنگامی که در شبکه خطایی رخ می‌دهد، تعادل بین گشتاور مکانیکی و گشتاور الکتریکی این ژنراتورها از بین می رود و ژنراتور سرعت می‌گیرد. ‌بنابرین‏،هنگامی که خطا برطرف شود،ژنراتور توان راکتیو زیادی از شبکه جذب می‌کند که سبب کاهش شدید ولتاژ و گاهی اوقات ناپایداری ولتاژ می‌گردد.

۳-۷-۱-۲:ژنراتور القایی روتور سیم پیچی شده

در این ژنراتورها ، ولتاژ و جریان روتور قابل کنترل از بیرون می‌باشد و می توان با تغییر ولتاژ روتور،سرعت ژنراتور را کنترل نمود.سیم پیچ روتور می‌تواند از طریق رینگ و جاروبک با بیرون در ارتباط باشد و یا از ادوات الکترونیک قدرت برای این کار استفاده شود.با بهره گرفتن از ادوات الکترونیک قدرت می توان توان به مدار روتور تزریق و یا از آن جذب نمود و با این کار سرعت ماشین را کنترل کرد.همچنین می توان توان لغزشی در مدار را بازیابی نمود و در خروجی استاتور به شبکه تزریق نمود.عیب ژنراتورهای القایی با روتور سیم پیچی شده،گران قیمت ترین این ژنراتورها می‌باشد و همچنین مقاومت مکانیکی این ژنراتور نسبت به نوع قفس سنجابی کمتر است. صنایع ساخت توربین های بادی بیشتر از دو نوع ژنراتور القایی روتور سیم پیچی شده استفاده می‌کند.در ادامه به معرفی این دو نوع ژنراتور می پردازیم.