Dikey eksen rüzgar türbinleri için bir eksenel akılı kalıcı tip mıknatıslı senkron jeneratörün modellenmesi ve benzetimi
Modeling and simulation of an axial flux permanent magnet synchronous generator for vertical axis wind turbines
- Tez No: 655949
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELAMİ BALCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Son yıllarda, özellikle kırsal bölgelerde elektrik üretimi için dikey eksen rüzgâr türbinlerine olan ilgi artış göstermiştir. Bu bağlamda, dişli kutusuz direkt tahrik ettirilen eksenel akılı kalıcı tip mıknatıslı senkron jeneratörler (AF-PMSG) dikey eksen rüzgâr türbinlerinde kullanım için çok kutuplu olarak tasarlanmaktadırlar. Özellikle, düşük rüzgar hızlarında kompakt yapıda tasarlanan dikey eksen rüzgâr türbinlerinde kullanımı için eksenel akılı çok kutuplu nüveli/nüvesiz stator yapıları tercih edilmektedir. Bu tezde, Ansys-Electronics Maxwell 3D yazılımı ile 5 kVA güç değeri için 16 kutuplu ve nüveli olarak tasarlanan bir AF-PMSG için değişik rüzgâr hızı senaryolarına bağlı olarak belirli doğrusal adımlar ile rotor hızlarına göre parametrik benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre jeneratörün performansı rapor edilmiş, böylece akım, gerilim, güç kayıpları ve akı dağılımı incelenmiştir. Ayrıca, generatör çıkışında kullanılan güç elektroniği devresi ile eş zamanlı koşturulan AF-PMSG için rüzgar hızı değişimlerine bağlı DC bara gerilimi DC-DC artıran dönüştürücü devresi ile adaptif olarak kontrol edilmiştir. Böylece, hem güç elektroniği devre performansı hem de jeneratör tarafı elektromanyetik modelleme ile simule edilmiştir. Ayrıca, jeneratör tasarımı için kalıcı mıknatıs karakteristikleri verilmiş ve mıknatıs kalınlığına bağlı parametrik benzetim çalışmaları ile üretilen gerilim değerleri incelenmiştir. Sabit yük altında çalıştığı düşünülen jenearatör için değişik hız değerlerine göre verim değerleri de çıkarılmıştır. Son olarak ileride yapılabilecek çalışmalar hakkında çeşitli öneriler sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In recent years, interest in vertical axis wind turbines has increased, especially in rural areas. In this context, direct drive gearless axial flux permanent magnet synchronous generators (AF-PMSG) are designed as multi-pole for use in vertical axis wind turbines. In particular, there are multi-pole core/coreless stator structures with axial flux for use in vertical axis wind turbines that can be designed in a compact structure at low wind speeds. In this study, the parametric simulation studies have been carried out according to rotor mechanical speeds with certain linear steps depending on different wind speed scenarios for an AF-PMSG designed with 16-pole and cored stator for 5 kVA rated power with the finite element analysis (FEA) software. According to the analysis results obtained, the performance of the generator is reported, thus current, voltage, power losses and flux distribution are investigated. In addition, the DC bus voltage at the output of the DC-DC boost converter circuit due to wind speed changes is adaptively controlled for AF-PMSG, which is co-simulated with the power electronics interface used at the generator output. Thus, both power electronics circuit performance and generator side have been simulated simultaneously with electromagnetic modelling.In addition, permanent magnet characteristics are given for generator design and voltage values generated by parametric simulation studies depending on magnet thickness are examined. For the generator, which is thought to be operating under constant load, efficiency values have been calculated according to different rotor speed values. Finally, various suggestions are presented about future studies.
Benzer Tezler
- Dairesel sargılı eksenel akılı senkron jeneratörün savonius rüzgar türbinine uygulaması
Savonius wind turbine application of an axial flux synchronous generator with circular winding
MEHMET YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAT DALDABAN
- Experimental performance investigation of electrical energy production system by using vertical barrel of two and five blades from wind energy in Gaziantep condition
Gaziantep koşulunda rüzgar enerjisinden iki ve beş kanatların darbelik kullanımı ile elektrikli enerji üretim sisteminin deneyimli performans deneyimi
AHMED ABDALAZIZ ABDALWAHAB AL HASHMAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RABİA GÜLER YILDIRIM
- Yatay eksenli sualtı akıntı türbinlerinde kavitasyon olgusunun deneysel ve lineer olmayan sayısal yöntemler ile incelenmesi
Investigation of cavitation phenomenon in horizontal axis marine current turbine by experimental and nonlinear numerical methods
MEHMET SALİH KARAALİOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Manufacturing and experimenting a vertical axis wind turbine with movable blades
Taşınabilir bıçaklar ile dikey eksenli rüzgar türbinin üretimi ve deneyselleştirilmesi
ALI ABDULHADI KHUDHAIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SOHAYB ABDUL KARIM
- Potential offshore wind farm on Gaziköy and Gökçeada
Gaziköy ve Gökçeada açıklarında potansiyel denizüstü rüzgar çiftliği tasarımı
ARZU GÜLAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR BEJİ