توان مکانیکی و توربین بادی

تا زمانی که سرعت باد به مقدار نامی خود نرسیده باشد، توان خروجی ژنراتور القائی از دو سو تغذیه نمی‌تواند به مقدار نامی خود برسد، بنابراین برای به دست آوردن حداکثر توان از باد در سرعت‌های زیر سرعت باد نامی از این روش کنترل استفاده می‌شود. برای به دست آوردن حداکثر توان با کنترل گشتاور توربین بادی، که موجب تغییر سرعت روتور توربین بادی با سرعت باد شده، و در سرعت نوک بهینه ( ) به دست می‌آید، می‌توانیم ضریب توان و توان خروجی ماکسیمم داشته باشیم. بنابراین یک روش کنترل رایج به کار برده شده است برای روش ردیابی ماکسیمم توان، که در آن مقدار مرجع برای توان، از توان استخراجی از باد به دست می‌آید. با در نظر گرفتن نسبت بین توان مکانیکی ورودی و سرعت باد، می‌توان رابطه‌ی (‏332) را به دست آورد:
(‏332)

که ضریب مدل آیرودینامیکی توربین بادی می‌باشد، که می‌تواند از شکل ‏36 به دست آید:
شکل ‏36: منحنی [39]
با ثابت نگه داشتن سرعت نوک در مقدار بهینه، توان به دست آمده از توربین بادی ماکسیمم شده و طبق رابطه‌ی (‏333) می‌باشد:
(‏333)

که در رابطه‌ی (‏333)، مقدار ثابت و برابر ( ) می‌باشد. توان ماکسیمم ( ) به دست آمده به عنوان مقدار مرجع، برای توان اکتیو کنترل کننده‌ی کانورتر طرف ژنراتور مورد استفاده واقع می‌شود، بنابراین با تنظیم کردن مؤلفه‌ی جریان روتور، می‌توان حداکثر توان را به دست آورد.
اعمال کنترل میدان جهت دار (FOC) برای کانورتر طرف ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم
گشتاور ایجاد شده توسط ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم از بخش قبلی، طبق رابطه‌ی (‏334) می‌باشد:
(‏334)

مطلب مرتبط :   خرید اینترنتی عسل خالص و کاملا طبیعی

برای یک ماشین سطح صاف با آهن‌ربای دائم که در این پایان نامه به کار برده شده است، مؤلفه های اندوکتانس برابر می‌باشند ( ). بنابراین عبارت گشتاور ساده شده و طبق رابطه‌ی (‏335) است:
(‏335)

برای به دست آوردن گشتاور ماکسیمم، مقدار مؤلفه‌ی جریان استاتور برابر صفر می‌باشد ( ). در رابطه‌ی (‏335)، مقدار شار ناشی از مغناطیس دائم و دارای مقدار ثابتی نیز است، بنابراین، یک نسبت خطی مابین گشتاور الکترومغناطیسی و مؤلفه‌ی جریان استاتور ( )وجود دارد، که گشتاور الکترومغناطیسی به آسانی می‌تواند از طریق مؤلفه‌ی جریان استاتور ( ) کنترل شود. دیاگرام فازوری برای روش کنترل میدان جهت دار در شکل ‏37 نشان داده شده است.
شکل ‏37: دیاگرام فازوری روش کنترل میدان جهت دار (FOC) [14]
و ساختار کنترل برای کانورتر طرف ژنراتور در شکل ‏38، نشان داده شده است: