دانلود شبیه سازی مقاله کنترل تحمل پذیری خطا در توربین های بادی با روش انتقال هیدرواستاتیکی

شبیه سازی تحمل پذیری خطا در توربین های بادی

توربین های بادی با انتقال هیدرواستاتیکی هنوز به حالت تجاری عرضه نشده اند. با این حال، اخیرا، مفهوم محور متصل کننده (Drive Train) به عنوان ابزار جایگزینی برای توربین های بادی متداول، مطرح شده است. چندین دلیل برای این موضوع وجود دارد: اولا، در محدوده توان نامی بین 1.5 تا 10 مگاوات، محور متصل کننده بدون گیربکس که در حال حاضر موجود هستند، منجر به افزایش وزن 25 درصدی و نیز افزایش هزینه ای در حدود 30 درصد می گردند. دوما، گیربکس های متداول توربین های بادی مدرن در سطح مگاواتی توان نامی، شدیدا توسط بارهای مختلف تحت تنش قرار می گیرند و در آنها، تلاطم باد منجر به عدم کارکرد صحیح درایو و خرابی تدریجی اجزای گیربکس می شود. این خرابی ها نیز باعث افزایش چشمگیر هزینه های بهره برداری و نیز کاهش عمر توربین های بادی می گردند که متعاقبا باعث کاهش سودآوری و قابلیت اطمینان این ادوات می شود. در مقابل، روش انتقال هیدرواستاتیکی امکان بهره برداری مکانیکی از ژنراتور و روتور توربین بادی را در سرعت های مختلف باد بدون نیاز به گیربکس های مکانیکی و مبدل های فرکانسی را فراهم می آورد. این روش امکان استفاده از ژنراتورهای سنکرون با تعداد قطب های کم را میسر می سازد که از لحاظ هزینه نیز، نسبت به ژنراتور القایی دوسوتغذیه، مقرون به صرفه تر می باشد.

امروزه پیکربندی های مرتبط با محور متصل کننده به طور گسترده ای در ماشین های سرعت متغیر استفاده می شود. علاوه بر این، به دلیل کم رنگ تر شدن ابزارهای الکترونیک قدرت، استفاده از ژنراتورهای سنکرون با ولتاژ الکتریکی با دامنه 10 کیلوولت، باعث حذف نیاز به ترانس های ولتاژ می شود.

در شکل زیر، طرح شماتیکی مربوط به محور متصل کننده الکترواستاتیکی نمایش داده شده است:

در این پروژه، یک رویتگر حالت لغزشی تاکاگی-ساگنو برای تشخیص خطای عملگر و نیز طرح کنترل مقاومت در برابر خطای توربین های بادی با استفاده از روش انتقال هیدواستاتیکی ارائه شده است. در این شبیه سازی نشان داده خواهد شد که روش های حالت لغزشی، این مزیت را دارند که می توان از طریق آنها، چندین خطای عملگر در محور درایو توربین بادی را به طور همزمان شناسایی و رفع کرد. علاوه بر این، یک روش ساده ساده جبرانسازی نیز با استفاده از کاهش خطاهای ورودی پیاده سازی شده است. این ورودی ها در قالب عملگرهای مجازی عمل می کند، طوری که کنترلر اصلی در حالت بدون خطا هم قابل استفاده باشد.

رویکرد کنترل تحمل پذیری در برابر خطا و نیز بازسازی خطا در قالب شبیه سازی با متلب و روی چندین نوع خطا انجام شده است.

در این پروژه، حالت لغزشی و مدل تاکاگی-ساگنو شبیه سازی شده است.

در ادامه، بخشی از تصاویر خروجی شبیه سازی مربوط به اسکوپ ها در محیط متلب نشان داده شده است: