وبلاگ

که در آن:

با توجه به روابط بالا، سیستم قدرت و کنترل مبدل الکتریکی توربین بادی با مبدل تمام توان که مدل دینامیک این سیستم را نشان می‌دهد به دست می‌آید.
توربین بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه
این موضوع قابل اثبات است که اگر مقاومت روتور یک ماشین القایی با روتور سیم بندی شده^[۹۱] تغییر داده شود در لغزش های مختلف می‌توان حداکثر گشتاور ثابتی را دریافت کرد [۶]. این موضوع در شکل ۲-۹ نشان داده شده است. این موضوع در توربین های بادی اهمیت زیادی پیدا می‌کند زیرا توانایی تغییر لغزش ماشین و متعاقبا تغییر سرعت چرخش روتور می‌تواند به جذب حداکثری توان باد کمک کند که باعث افزایش کارایی سیستم تولید می‌شود. علی‌رغم مزایای استفاده از یک مقاومت خارجی در روتور ماشین القایی، این کار ایراد هایی دارد که توجه را به سمت استفاده از توربین های بادی با ژنراتور القایی دو سو تغذیه جلب می کند. ایراد اول استفاده از مقاومت خارجی در روتور این است که معمولا این روش قابلیت تغییر لغزش نسبتا کمی ( حدودا ۵-۱۰%) را برای توربین بادی فراهم می‌کند. همچنین اضافه کردن یک مقاومت در روتور ماشین القایی می‌تواند تلفات این ماشین را بالا برده و بازده این سیستم را کاهش دهد.

شکل ۲-۹- تاثیر مقاومت خارجی اضافه شده به روتور ماشین القایی بر لغزش و گشتاور این ماشین[۶]
به منظور جلوگیری از کاهش تلفات توربین بادی و افزایش هر چه بیشتر قابلیت تغییر لغزش، از توربین های بادی القایی دو سو تغذیه استفاده می‌شود. شکل ۲-۱۰ یک ماشین القایی دو سو تغذیه را نشان می‌دهد. همانطور که در این شکل مشاهده می‌شود، استاتور این ماشین به طور مستقیم به شبکه متصل شده است در حالی که روتور آن به وسیله یک مبدل الکتریکی به شبکه متصل شده است. معمولا توان نامی مبدل مورد استفاده در این نوع توربین ها بین ۲۵-۳۰% توان نامی توربین است. چنین مبدلی توانایی تغییر لغزش را در همین حدود یعنی ۲۵-۳۰% دارد. همچنین از آنجایی که در روتور ژنراتور القایی آن از مقاومت خارجی استفاده نشده است، تلفات توان مربوط به این مقاومت وجود ندارد و بازده این نوع توربین بادی نسبت به ماشین القایی با مقاومت در روتور بالاتر است. این بهبود عملکرد سیستم به واسطه استفاده از مبدل الکتریکی میسر می‌شود که می‌تواند گران قیمت باشد اما از آنجایی که توان این مبدل چیزی در حدود یک سوم توان ماشین است، هزینه این توربین بادی از توربین بادی با مبدل تمام توان کمتر است.
شکل ۲-۱۰- مدل یک ماشین القایی بادو سو تغذیه[۶]
به منظور مدل سازی ژنراتور نشان داده شده در بالا، باید قسمت مربوط به ماشین القایی آن و سیستم مبدل الکتریکی آن مدل شوند. در ادامه به بیان روابط لازم برای مدل سازی این ژنراتور برای بررسی های سیگنال کوچک می‌پردازیم.
مدل سازی ماشین القایی مورد استفاده در توربین بادی دو سو تغذیه
سیستم ماشین القایی که برای مدل سازی ماشین القایی در اینجا مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند سیستم ماشین القایی مورد استفاده در قسمت ۲-۱ است. تنها تفاوت آن با مدل توربین های بادی در قسمت ۲-۱ در این است که در اینجا جریان های روتور که توابعی از شار مغناطیسی هستند به عنوان متغیر حالت در نظر گرفته نشده اند و تابعی دیگر از شار مغناطیسی به عنوان متغیر حالت در نظر گرفته است. این تغییر بر روی پایداری سیگنال کوچک سیستم تاثیری نخواهد داشت و تنها روشی دیگر برای نشان دادن معادلات حالت سیستم است. معادلات دیفرانسیل حاکم بر سیستم عبارتند از [۳۶]: