13044

13044

طراحي و بهينه سازي ماشين رلوكتانس سنكرون تقويت شده با آهنرباي دائم (PMA-SynRM) براي كاربرد ذخيره ساز انرژي فلايويل و ساخت نمونة آزمايشگاهي

دكتري

برق - قدرت

خرداد 92

خرداد 92

دكتر ابوالفضل واحدي

چكيده به دليل عدم تطابق بين توان توليدي و توان مصرفي در ريزشبكه هاي تركيبي مبتني بر منابع انرژي نو، استفاده از ذخيره ساز انرژي نقش مهمي را در توازن توان و حذف اغشاشات توان در اين شبكه ها ايفا مي كند. با توجه مزاياي قابل توجه ذخيره ساز انرژي فلايويل نسبت به ساير ذخيره ساز هاي معمول در سيستم قدرت، استفاده از اين تكنولوژي در ريز شبكه ها مي تواند نقش موثري را بهيود عملكرد ريزشبكه ها ايفاء نمايد. يكي از اجزاء كليدي در تعيين كارايي ذخيره ساز فلايويل، سيستم موتور- ژنراتور مورد استفاده در اين تكنولوژي مي باشد. بر همين اساس طراحي و بهينه سازي ماشين رلوكتانس سنكرون تقويت شده با آهنرباي دائم براي كاربرد ذخيره ساز انرژي فلايويل از اهداف اصلي اين رساله مي باشد. در مرحلة اول بر اساس مشخصة شارژ- دشارژ مورد نياز ذخيره ساز انرژي در ريز شبكه ها، طراحي مفهومي ذخيره ساز فلايويل انجام مي گيرد. پس از ارزيابي ماشين هاي الكتريكي مورد استفاده براي اين كاربرد، ماشين رلوكتانس سنكرون به عنوان سيستم موتور-ژنراتور ذخيره ساز فلايويل انتخاب مي گردد. در ادامه ضمن طراحي ابعاد اصلي و محاسبة مقادير اولية پارامترهاي هندسي ماشين، به منظور تحليل دقيق ماشين و تعيين پارامترهاي طراحي بهينه مدل اجزا محدود سه بعدي و دو بعدي ماشين در نرم افزار FLUX پياده سازي مي گردد. پس ازآناليز حساسيت متغييرهاي طراحي و تعيين پارامترهاي طراحي كليدي، بهينه سازي سيستم موتور- ژنراتورمبتني بر ماشين رلوكتانس سنكرون با استفاده از يك الگوريتم بهينه سازي تركيبي مبتني بر روش رهيافت تخمين پاسخ سطح و مدل اجزا محدود ارائه گرديده است. با توجه به محدوديتهاي مكانيكي و مغناطيسي دستيابي به مشخصه هاي كاري مطلوب براي ماشين رلوكتانس سنكرون تا حد مشخصي مقدور مي باشد. بر همين اساس در ادامه، طراحي ماشين رلوكتانس سنكرون بهبود يافته با آهنرباي دائم در راستاي كار پايان نامه قرار گرفته است. به منظور اطمينان از عملكرد ايمن سيستم به خصوص در دورهاي بالا، توزيع تنش مكانيكي رتور و فركانسهاي طبيعي سيستم در نرم افزارABAQOU مورد ارزيابي گرديده است. همچنين پس از طراحي و بهينه سازي اجزا ماشين به منظور عملكرد مطلوب ذخيره ساز فلايويل، روشهاي كنترل ذخيره ساز فلايويل با هدف درايو بهينة ماشين طراحي و شبيه سازي گرديده است. در مرحلة نهايي رفتار حرارتي ماشين در شرايط كاري مختلف با استفاده از مدل حرارتي اجزا محدود ارزيابي گرديده است. در بخش نهايي پروژه با هدف مطالعة آزمايشگاهي سيستم ذخيره ساز فلايويل طراحي شده، يك ميز تست شامل مولد توان نوساني، بار قابل كنترل، ذخيره ساز باطري و ذخيره ساز فلايويل طراحي و پياده سازي گرديده است. در اين مجموعة آزمايشگاهي، امكان بررسي رفتار ذخيره ساز فلايويل و سيستم كنترل توان در شرايط نوسان توان توليدي واغتشاش بار با پروفيل دلخواه فراهم گرديده است. كلمات كليدي: ذخيره ساز انرژي فلايويل، ماشين رلوكتانس سنكرون تقويت شده با آهنرباي دائم، ريزشبكة DC، روش تاگوچي، روش رهيافت تخمين پاسخ سطح، سيستم كنترل برداري.