عنوان پایان‌نامه
طراحی ژنراتور PM بادی و بهینه سازی آن برای حداکثر انرژی در بازه سرعت کار آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق -قدرت
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38754;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1475
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۸۷
- دانشجو
- محمد رجبی سبدانی
- استاد راهنما
- جواد فیض
- چکیده
- افزایش تقاضای انرژی در جهان و استفاده بی رویه از منابع سوخت فسیلی باعث کاهش شدید ذخایر انرژی و آلودگی بیش از پیش هوا در دهه اخیر شده است. از این رو توجه به مساله بهینه سازی انرژی روز به روز بیشتر می¬گردد. ژنراتورهای القایی مخصوصاً در توان¬های کم دارای راندمان و ضریب توان کم است. استفاده از ژنراتورهای آهنربای دائم که دارای راندمان بیشتر و ضریب توان در حدود واحد هستند کمک شایانی به صرفه جویی در انرژی خواهد کرد. با کاهش قیمت آهنربای دائم در بازارهای جهانی، استفاده از این نوع ماشین ها نسبت به قبل، اقتصادی تر شده است. به منظور بهره گیری مطلوب از این ماشین ها باید طراحی مناسب آن انجام شود. در این پایان نامه ابتدا مزایا و معایب ساختارهای مختلف ژنراتور سنکرون آهنربای دائم بررسی شده است. ضمن بررسی تحلیلی طراحی ژنراتور های شار شعاعی، چگونگی طراحی این ژنراتورها با استفاده از انرژی بادی برای تولید الکتریسته مشخص می شود. در ادامه سیستم تصمیم یاری برای کمک به طراح در انتخاب پارامترهای آزاد طراحی ارائه شده است. مهمترین فصل پایان نامه مربوط به بهینه سازی طراحی ژنراتور آهنربای دائم بادی است. بهینه سازی طراحی با هدف های مجزا و نیز با توابع هدف ترکیبی انجام شده است و نتایج حاصل با هم مقایسه گردیده است. سپس روند طراحی این ژنراتورها در نرم افزار OPERA2D مورد بررسی قرار می¬گیرد. نتایج حاصل حاکی از بهبود رفتار ژنراتور از نظر افزایش بازده، ولتاژ، حداکثر انرژی دریافتی، کاهش آهنربای مصرفی و وزن در ساخت ژنراتور است. صحت این نتایج به کمک تحلیل اجزاء محدود تأئید شده است.
- Abstract
- An increasing demand of energy in the world and excessive use of fuel energy resource causes a significant decease of energy resource and also environment pollution in the recent decades. Therefore, there is an increasing demand for efficient energy conversion devices. Induction generators have low efficiency and power factor especially in the range of low powers. Therefore, permanent magnet (PM) generators which have higher efficiency and higher power factor are a good candidate to save energy. Cost reduction of PMs in the markets makes these machines more economical. Calculation demonstrated that initial investment on these machines will be amended by less energy consumption. A proper design of these machines is needed to achieve the best performance. In this thesis, advantages and disadvantages of various PM generators structures are reviewed. Beside of analysis of radial flux PM generators, the basis of wind energy conversion is discussed. Design optimization of the generator using different design objectives is carried out. The results of optimization show an increase in generator efficiency, voltage, annual energy capture, and a reduction in consumed permanent magnet volume and weight. Finally, the analytical designed PM generator results are verified by two-dimensional finite element method.
