27025

طراحي، تحليل اجزا محدود و ساخت ترانسفورماتور گردان جهت استفاده در سيستم انرژي بادي

ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي

1398

1401/2/17

دكتر فريد توتونچيان

فناوري هاي نوين

امروزه علاوه بر مشكلات اقتصادي، محدوديت¬هاي منابع انرژي و الزامات زيست¬محيطي، جوامع انساني را به سمت سيستم¬هاي انرژي تجديدپذير متمايل كرده است. از يك سو محدوديت منابع انرژي، مديريت صحيح منابع موجود و استفاده از منابع جديد را الزامي مي¬كند؛ و از سوي ديگر، الزامات زيست محيطي، اكثر كشورها من¬جمله كشور ما را نيز ملزم به كاهش گازهاي گلخانه¬اي كرده است. با توجه به گستره جغرافيايي، نواحي داراي باد ممتد زيادي در شمال، جنوب، شرق و غرب كشور ما وجود دارد. استفاده از سيستم¬هاي انرژي تجديدپذير نوين مي¬تواند گزينه مناسبي براي برآورد بخشي از الزامات زيست محيطي باشد. امروزه يكي از منابع مهم و اقتصادي انرژي¬هاي تجديدپذير انرژي بادي است. در اين نوع سيستم¬هاي تبديل انرژي، از توربين هاي بادي و انواع ژنراتورهاي الكتريكي براي تبديل انرژي باد به انرژي الكتريكي استفاده مي¬گردد. يكي از اقتصادي¬ترين و مرسوم¬ترين ژنراتورهاي بكار رفته در نيروگاه¬هاي بادي، ژنراتور القايي با تغذيه دوگانه (Doubly Fed Induction Generator) است. براي انتقال توان به رتور اين نوع ژنراتور القايي، معمولاً از حلقه¬هاي لغزان و جاروبك استفاده مي-شود. در اين ساختار به دليل تماس مكانيكي جاروبك با حلقه¬هاي لغزان و وجود سايش، جاروبك¬ها بتدريج از بين مي¬روند. بنابراين، اين ساختار نياز به تعمير و نگهداري دارد. براي حذف جاروبك¬ها در ژنراتورهاي نوين، از ترانسفورماتورهاي گردان استفاده مي شود. مزيت مهم ترانسفورماتورهاي گردان اين است كه به جاي تماس مكانيكي، از طريق كوپلاژ مغناطيسي توان الكتريكي به سيم‌پيچي رتور اعمال مي‌شود و در نتيجه، معايب حضورجاروبك‌ها از بين مي¬رود. طبعاً در اين صورت تلفات مكانيكي كاهش يافته و عمر سيستم تحريك افزايش مي‌يابد. در اين پروژه ساختارهاي مختلف ترانسفورماتورهاي گردان، مورد بررسي قرار مي‌گيرد و با توجه به عملكرد آنها در سيستم¬هاي انرژي بادي، يك نمونه ترانسفورماتور گردان طراحي و ساخته مي‌شود.

1401/06/02

Design, analysis of finite elements and construction of rotary transformer for use in wind energy system

5/7/2023 12:00:00 AM

Today, in addition to economic problems, the limitations of energy resources and environmental requirements have inclined human societies towards renewable energy systems. On the one hand, the limitation of energy resources requires the correct management of existing resources and the use of new resources; And on the other hand, environmental requirements have required most countries, including our country, to reduce greenhouse gases. According to the geographical area, there are areas with continuous wind in the north, south, east and west of our country. The use of modern renewable energy systems can be a good option to estimate part of the environmental requirements. Today, one of the important and economic sources of renewable energy is wind energy. In this type of energy conversion systems, wind turbines and various electric generators are used to convert wind energy into electrical energy. One of the most economical and conventional generators used in wind power plants is the doubly fed induction generator. To transfer power to the rotor of this type of induction generator, usually sliding rings and brushes are used. In this structure, due to the mechanical contact of the broom with the sliding rings and the presence of wear, the brooms gradually disappear. Therefore, this structure needs maintenance. To remove the brushes in modern generators, rotating transformers are used. The important advantage of rotating transformers is that instead of mechanical contact, electric power is applied to the rotor winding through magnetic coupling, and as a result, the disadvantages of the presence of brushes are eliminated. Naturally, in this case, mechanical losses are reduced and the life of the excitation system is increased. In this project, different structures of rotating transformers are investigated and according to their performance in wind energy systems, a sample rotating transformer is designed and built.

سيستم‌هاي انرژي , ترانسفورماتور گردان , تحريك ژنراتور القايي , توربين بادي

Energy systems , rotating transformer , nduction generator excitation , wind turbine

mehrzad khazaei

dr farid tootoonchian