طراحی و تحلیل یک ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم 2 مگاوات محور افقی مورد استفاده در توربین های بادی

بحران تأمین انرژی و نیز آلودگی زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، بسیاری از کشورها را به استفاده موثر از انرژی باد برای تولید الکتریسیته سوق داده است. بدین منظور در این پایان نامه ابتدا توربین های بادی موجود، از لحاظ نوع کارایی، ساختار و نحوه اتصال آن ها به ژنراتور معرفی و مزایا و معایب هر کدام بیان شده است. با ارزیابی های صورت گرفته، یک توربین بادی محور افقی 2050 کیلووات محور مستقیم به یک ژنراتور مغناطیس دائم کوپل شده و بر اساس منحنی های ?-c_p و گشتاور-سرعت به دست آمده از توربین، یک نقطه کار بهینه برای طراحی ژنراتور استخراج شده است. با بهره گیری از پارامتر های اولیه حاصل از اتصال مستقیم توربین به ژنراتور، با استفاده از روش تحلیلی مبتنی بر نظریه ماشین های الکتریکی یک ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم سطحی با توان نامی 2000 کیلووات طراحی و پارامترهای الکتریکی و مغناطیسی آن محاسبه شده است. از آنجا که در ژنراتورهای مغناطیس-دائم محور مستقیم با قابلیت استفاده در توربین های بادی ضربان گشتاور از اهمیت بسزایی برخوردار می-باشد، در این پایان نامه سعی شده است که گشتاور اثر دندانه، توسط یک روش تحلیلی با در نظر گرفتن انحنای شیارها و آهنرباها محاسبه شود. نتایج به دست آمده از روش های تحلیلی و المان محدود با یکدیگر مقایسه شده است. بر مبنای این روش، حساسیت گشتاور اثر دندانه نسبت به پارامترهای موثر نشان داده شده است. در نهایت با در نظر گرفتن اثر تغییرات پارامترهای مورد نظر، یک طراحی بهینه حاصل شده است.