توليد الكهرباء من طاقة الرياح باستخدام المولد الحثي ذو التغذية المزدوجة

جرب أداة القضاء على المشاكل





المولد الحثي ذو التغذية المزدوجة كما يوحي اسمه هو مولد تحريضي ثلاثي الطور حيث يتم تغذية كل من ملفات العضو الدوار والجزء الثابت بإشارة تيار متردد ثلاثية الطور. وتتكون من ملفات متعددة الأطوار موضوعة على كل من جسم العضو الدوار والجزء الثابت. وتتكون أيضًا من مجموعة حلقة انزلاقية متعددة الأطوار لنقل الطاقة إلى الدوار. تستخدم عادة لتوليد الكهرباء في مولدات توربينات الرياح.

قبل الانتقال إلى مزيد من التفاصيل حول المولد الحثي ذو التغذية المزدوجة المستخدم في مولدات توربينات الرياح ، دعونا نحصل على فكرة موجزة عن توليد الطاقة باستخدام طاقة الرياح.




كما نعلم بالفعل ، تعد طاقة الرياح مؤخرًا واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة استخدامًا على نطاق واسع. يتم تصنيع التوربينات الكبيرة للدوران وفقًا لهبوب الرياح وبالتالي يتم توليد الكهرباء. بشكل عام ، تعمل مولدات توربينات الرياح في نطاق من سرعة الرياح بين قطع السرعة (الحد الأدنى لسرعة الرياح المطلوبة للمولد للاتصال بشبكة الطاقة) وقطع السرعة (الحد الأقصى لسرعة الرياح المطلوبة لفصل المولد عن شبكة الطاقة ).

4 أنواع من مولدات توربينات الرياح:
  • النوع 1: يتكون من مولد تحريض على شكل قفص سنجاب متصل مباشرة بشبكة الطاقة. يتم استخدامه لمجموعة صغيرة من سرعة الرياح.
  • النوع 2: يتكون من محول AC-DC-AC بالإضافة إلى المولد الحثي قبل توصيله بشبكة الطاقة.
  • النوع 3: يتكون من مولد حث دوار الجرح متصل مباشرة بالشبكة ، حيث يتم ضبط سرعة الدوارات باستخدام ريوستات.
  • النوع 4: يتكون من مولد حثي مزدوج التغذية متصل مباشرة بالشبكة ، حيث يتم ضبط سرعة الدوار باستخدام محولات من الخلف إلى الخلف.

مقدمة أساسية لتوليد الكهرباء من طاقة الرياح باستخدام المولد الحثي ذو التغذية المزدوجة.

يتكون DFIG من دوار جرح ثلاثي الطور وعضو جرح ثلاثي الطور. يتم تغذية الجزء المتحرك بإشارة تيار متردد ثلاثية الطور والتي تحفز تيار متردد في لفات الجزء المتحرك. عندما تدور توربينات الرياح ، فإنها تمارس قوة ميكانيكية على الجزء المتحرك ، مما يؤدي إلى تدويره. عندما يدور الجزء المتحرك ، فإن المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المتردد يدور أيضًا بسرعة تتناسب مع تردد إشارة التيار المتردد المطبقة على لفات الجزء المتحرك. نتيجة لذلك ، يمر تدفق مغناطيسي يدور باستمرار عبر لفات الجزء الثابت مما يؤدي إلى تحريض التيار المتردد في لف الجزء الثابت. وبالتالي فإن سرعة دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت تعتمد على سرعة الجزء المتحرك بالإضافة إلى تردد تيار التيار المتردد المغذي لملفات الجزء المتحرك.



الشرط الأساسي لتوليد الكهرباء باستخدام طاقة الرياح هو إنتاج إشارة تيار متردد بتردد ثابت بغض النظر عن سرعة الرياح. بمعنى آخر ، يجب أن يكون تردد إشارة التيار المتناوب المتولدة عبر الجزء الثابت ثابتًا بغض النظر عن تغيرات سرعة الدوار. لتحقيق ذلك ، يجب تعديل تردد إشارة التيار المتناوب المطبقة على ملفات العضو الدوار.

نظام توليد طاقة الرياح باستخدام مولد الحث المزدوج التغذية

نظام توليد طاقة الرياح باستخدام مولد الحث المزدوج التغذية

يزداد تواتر إشارة التيار المتردد للجزء المتحرك مع انخفاض سرعة الدوار وتكون ذات قطبية موجبة والعكس صحيح. وبالتالي ، يجب تعديل تردد إشارة الدوار بحيث يكون تردد إشارة الجزء الثابت مساويًا لتردد خط الشبكة. يتم ذلك عن طريق ضبط تسلسل الطور لملفات الدوار بحيث يكون المجال المغناطيسي للعضو الدوار في نفس اتجاه دوار المولد (في حالة انخفاض سرعة الدوار) أو في الاتجاه المعاكس لدوار المولد (في حالة زيادة سرعة الدوار) ).


يتكون النظام بأكمله من محولين من الخلف إلى الخلف - محول جانبي للآلة ومحول جانبي للشبكة ، متصلان في حلقة التغذية الراجعة للنظام. يتم استخدام المحول الجانبي للماكينة للتحكم في القوى النشطة والتفاعلية من خلال التحكم في مكونات d-q للدوار وكذلك عزم الدوران وسرعة الماكينة. يتم استخدام المحول الجانبي للشبكة للحفاظ على جهد ارتباط ثابت للتيار المستمر ويضمن تشغيل عامل طاقة الوحدة عن طريق جعل الطاقة التفاعلية المستمدة من شبكة المرافق إلى الصفر. يتم توصيل مكثف بين المحولين بحيث يعمل كوحدة تخزين للطاقة. يوفر هذا الترتيب المتكرر خرج تردد ثابت بجهد ثابت بغض النظر عن التردد المتغير ، خرج الجهد المتغير للمولد. التطبيقات الأخرى للمولدات الحثية هي أنظمة تخزين الطاقة ذات العجلة المتطايرة ، ومحطات طاقة التخزين بالضخ ، ومحولات الطاقة التي تغذي شبكة طاقة السكك الحديدية من الشبكة العامة حيث يتم تثبيت التردد.

القليل من المعرفة حول نظام توليد طاقة الرياح بالكامل

يتكون النظام بأكمله من المكونات التالية:

مبدأ العمل للمولد التعريفي ذو التغذية المزدوجة

مبدأ العمل للمولد التعريفي ذو التغذية المزدوجة

  • توربينات الرياح: عادة ما تكون توربينات الرياح عبارة عن مروحة تتكون من 3 شفرات تدور عندما تضربها الرياح. يجب محاذاة محور الدوران مع اتجاه الرياح.
  • ناقل الحركة: إنه نظام ميكانيكي عالي الدقة يستخدم طريقة ميكانيكية لتحويل الطاقة من جهاز إلى آخر.
  • مولد الحث المزدوج التغذية: هو مولد كهربائي يستخدم لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية على شكل تردد متغير.
  • محول جانب الشبكة: إنها دائرة محول AC-DC تستخدم لتوفير جهد تيار مستمر منظم للعاكس. يتم استخدامه للحفاظ على جهد ارتباط ثابت DC.
  • محول الجانب الدوار: وهو عبارة عن عاكس DC-AC يستخدم لتوفير جهد التيار المتردد المتحكم فيه إلى الدوار.

5 أسباب تفضيل توليد طاقة الرياح باستخدام المحرك الحثي ذو التغذية المزدوجة

  • إشارة خرج تردد ثابت إلى الشبكة بغض النظر عن سرعة الدوار المتغيرة.
  • تصنيف الطاقة المنخفض المطلوب للأجهزة الإلكترونية الكهربائية وبالتالي انخفاض تكلفة نظام التحكم.
  • يتم التحكم في عامل الطاقة ، أي يتم الحفاظ عليه عند الوحدة.
  • توليد الطاقة الكهربائية بسرعة رياح منخفضة.
  • يجب أن يتعامل محول الطاقة الإلكتروني مع جزء الحمل الإجمالي ، أي 20-30 ٪ ، كما أن تكلفة هذا المحول منخفضة مقارنةً بالأنواع الأخرى من المولدات.

شيء للتفكير!

كل ما قدمته هو مقدمة أساسية حول توليد طاقة الرياح باستخدام مولد حثي مزدوج التغذية. بعد ذلك ، قم بإعطاء وجهات نظرك حول تقنيات التحكم المختلفة للتحكم في إشارة التيار المتردد التي يتم تغذيتها إلى الدوار.

اعتمادات الصورة: نظام توليد طاقة الرياح باستخدام مولد الحث المزدوج التغذية بواسطة Labvolt