توربین بادی و مطالعه

شکل ‏49: توان خروجی توربین بادی (Pref)
در ژنراتور سنکرون به دلیل استفاده از آهنربای دائم به جای روتور تلفات خیلی کمتر از ژنراتور القائی از دو سو تغذیه است و توان خروجی ژنراتور سنکرون برابر با توانی است که از طریق توربین بادی به دست می‌آید. شکل ‏410 توان خروجی ژنراتور سنکرون را نشان می‌دهد که با تغییر و افزایش سرعت باد، افزایش پیدا می‌کند.
شکل ‏410: توان خروجی واقعی ژنراتور سنکرون
با توجه به شکل ‏49 و شکل ‏410، وقتی که سرعت باد برابر 12 متر بر ثانیه است توان خروجی ژنراتور سنکرون نیز برابر توان نامی ژنراتور 10 کیلووات است. همان طور که در فصل گذشته نیز گفته شد برای به دست آوردن حداکثر توان بایستی جریان مؤلفه‌ی استاتور برابر صفر باشد پس بنابراین یک رابطه‌ی خطی مابین جریان مؤلفه‌ی استاتور و گشتاور طبق رابطه‌ی (‏335)، وجود دارد:
(335)

که در رابطه‌ی (‏335)، برابر تعداد قطب‌های ژنراتور و، اندوکتانس ناشی از مغناطیس دائم و هردوی این پارامترها ثابت می‌باشند، که موجب ایجاد رابطه‌ی خطی مابین گشتاور و جریان مؤلفه‌ی استاتور، ژنراتور سنکرون می‌شود. شکل ‏411، جریان مؤلفه‌ی استاتور را نشان می‌دهد:
شکل ‏411: جریان مؤلفه‌ی استاتور ژنراتور سنکرون
در شکل ‏411، جریان مؤلفه‌ی استاتور برای به دست آوردن حداکثر گشتاور برابر صفر در نظر گرفته شده است و جریان مؤلفه‌ی استاتور مطابق با تغییر گشتاور که ناشی از تغییر سرعت باد می‌باشد تغییر پیدا می‌کند که به دلیل مقادیر ناشی از تعداد قطب‌ها و مقدار اندوکتانس کمتر از مقدار گشتاور الکترومغناطیسی است. با تغییر گشتاور که ناشی از تغییر سرعت باد می‌باشد و از طرفی مابین گشتاور و جریان استاتور نیز رابطه وجود دارد، پس بنابراین جریان سه فاز استاتور نیز با تغییرات سرعت باد تغییر پیدا کرده و مطابق شکل ‏412 است.
شکل ‏412: تغییرات جریان سه فاز استاتور
به دلیل مشخصات سنکرون این ژنراتور، فرکانس استاتور برابر فرکانس چرخشی روتور است. در موقع نوسانات سرعت باد، سرعت چرخشی نیز دارای نوسان است و با توجه به رابطه‌ی مابین سرعت و گشتاور، گشتاور نیز تغییر پیدا کرده و موجب تغییر جریان سه فاز استاتور ژنراتور سنکرون نیز می‌شود. جدول ‏42 پارامترهای ژنراتور سنکرون مورد مطالعه را نشان می‌دهد.
جدول ‏42: پارامتر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم مورد مطالعه
توان نامی ( )
10 کیلووات
ولتاژ نامی ( )
380 ولت
فرکانس نامی ( )
50 هرتز
مقاومت استاتور ( )