Development and simulation of special rotary transformer – contactless power transmitter and control device for a counter-rotating wind turbine

• Autorzy: Shchur I. , Rusek A. , Kovalchuk A.

Warianty tytułu

PL

Opracowanie i modelowanie specjalnego transformatora wirującego – bezkontaktnego przekaźnika energii oraz regulatora dla przeciwwirującej turbiny wiatrowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In a counter-rotating wind turbine with the vertical axis of rotation (VAWT), a special three-phase transformer was developed for contactless transmission of electric energy from the synchronous generator with permanent magnets (PMSG) and rotating rotor and stator. The halfcore of this transformer with primary and secondary windings can rotate relative one to another. One phase of such a transformer was developed, engineered, and studied. According to the results of experimental studies, its computer simulation model was designed. We built and study a general computer model of an autonomous VAWT with a three-phase rotary transformer, the secondary windings of which have taps that are switched by triaks, providing quasi optimal control of VAWT operation. The analysis of necessary amount of taps is conducted for effective work of VAWT on all range of speed of wind.

PL

W przeciwwirującej turbinie wiatrowej z pionową osią obrotu (VAWT) dla bezkontaktnego przekazywania energii elektrycznej od generatora synchronicznego o magnesach trwałych (PMSG) z wirującymi induktorem i twornikiem, opracowano specjalny trójfazowy transformator, którego połowy rdzenia z pierwotnym i wtórnym uzwojeniami mogą obracać się względem siebie. Zaprojektowano, stworzono oraz zbadano jedną fazę takiego transformatora. W wyniku badań eksperymentalnych opracowano jego model stymulacyjny komputerowy. Wybudowano ogólny model komputerowy siłowni wiatrowej z VAWT o prace autonomicznej z trójfazowym wirującym transformatorem, którego uzwojenia wtórne mają placówki przełączane za pomocą triaków przewidując quasioptymalną pracę VAWT. Przeprowadzono analizę ilości placówek niezbędnej do skutecznego działania siłowni wiatrowej na całym zakresie prędkości wiatru.

Słowa kluczowe

EN

counter-rotating wind turbine; VAWT; PMSG; rotary transformer; FEM; optimal control

PL

przeciwwirująca turbina wiatrowa; VAWT; PMSG; transformator wirujący; FEM; sterowanie quasioptymalne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 2
• Strony: 239--242
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Shchur I.

• Politechnika Lwowska, Instytut Energetyki i Układów Sterowania, ul. Bandery 12, 79013 Lwόw, Ukraina

autor

Rusek A.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, Instytut Elektrotechniki Przemysłowej, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa, Polska

autor

Kovalchuk A.

• Politechnika Lwowska, Instytut Energetyki i Układόw Sterowania, ul. Bandery 12, 79013 Lwόw, Ukraina

Bibliografia

• [1] Tytko R., Kalinichenko V., Renewable Energy Sources (Experience of Poland in Ukraine), Warsaw: OWG (2010), 532 p. (in Ukrainian)
• [2] Ahmed A., Ran L., Bumby J.R., New constant electrical power soft-stalling control for smal-scale VAWTs, IEEE Trans. Energy Conver., 25 (2010) No.4, 1152-1161
• [3] Andriollo M., Bortoli M. D., Martinelli G., Morini A., Tortella A., Control strategies for a VAWT driven PM synchronous generator, Proc. of 19-th SPEEDAM 2008, Ischia (Italy), (11-13 June 2008), 804-809
• [4] Gieras J.F., Wing M., Permanent Magnet Motor Technology. Design and Applications, NY: Marcel Dekker Inc. (2002), 581 p.
• [5] Santhana Kumar P., Abraham A., Joseph Bensingh R., Ilangovan S., Computational and experimental analysis of a counter-rotating wind turbine system, Journal of Scientific & Industrial Research, 72, (2013), 300-306
• [6] Kovalchuk A.I., Transformer for counter-rotating wind turbine with vertical axis of rotation, Visnyk Natsionalnogo Universytetu “Lvivska Politekhnika”: Electroenergetic and Electromehanic Systems, 736 (2012), 59-63 (in Ukrainian)