University of South Wales Master of Sciences Thesis


Standalone hybrid generation system for the remote area of Thar, Pakistan



tải về 6.62 Mb.
Chế độ xem pdf
trang23/86
Chuyển đổi dữ liệu10.08.2022
Kích6.62 Mb.
#52849
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   86
Standalone Hybrid Power Generation Syste

 
Standalone hybrid generation system for the remote area of Thar, Pakistan
 
 
 
Fig. 2.14. Cross sectional view of rotor design of a) SPMSG and b) IPMSG. 
2.4.1. Operating Principle of PMSG
In permanent magnet synchronous machines, magnets are placed on the rotor as alternate N and S 
poles. These magnets cause the development of magnetic flux in the air gap. When the stator 
windings are excited, they develop their own magnetic flux, and the close interaction between rotor 
and stator magnetic fields produces electromagnetic torque in the rotor. 
Fig. 2.15 shows a simplified cross-section view of 3-phase, 2-pole PMSG with symmetrical stator 
windings, displaced from each other at a 120° electrical angle. The relative motion between rotor and 
stator induces sinusoidal MMF waves on the magnetic axes of the respective phases. The phase 
difference between rotor magnetic flux and the magnetic axis of stator phase-a winding is known as 
rotor position angle (θr). The rate of change of rotor position angle further calculates the angular rotor 
speed (ωr )[27, 28].
Fig. 2.15. Cross-section view of 3-phase, 2-pole PMSG. 
2.4.2. PMSG Controller Modeling 
The primary objective of the PMSG control is to extract optimum power from varying wind and 
ensures efficient operation of the PMSG
2.4.2.1. Optimum power control 
The optimum power extraction concept can be defined as the extraction of required power from a 
wind turbine under varying wind conditions [26]-[29]. In a variable speed wind turbine, the 
relationship between rotor speed and the output power for a given wind speed is shown in Fig. 2.13. 


 
Standalone hybrid generation system for the remote area of Thar, Pakistan
 
 
 
The detailed relationship between the rotor speed and the output power for a given wind speed is 
discussed in the variable speed wind turbine model section. 
From (2.13) and (2.14), the applied torque or the extracted power from the wind can be controlled by 
regulating the rotor speed. By rearranging, the relationship between the applied torque and the rotor 
speed can be defined as follows:
2.23 
where 
K
opt 
is given by 
2.24 
The optimum power can be as follows: - 
2.25 
The rotor speed at optimum power point can be expressed as follows: 
2.26 
Optimum power can be extracted by controlling the rotor speed. Fig. 2.16 demonstrates the power 
generated by a turbine as a function of the rotor speed for different wind speeds. As an example, for a 
particular wind speed (v6), the optimum power (PWopt) can be generated by keeping the rotor speed 
either equal to ω1 or ω3. However, as ω3 is higher than the base rotor speed, the control system must 
choose the rotor speed ω1. If the wind speed drops to v5 from v6, the control system sets the rotor 
speed to ω2 to extract the required power. 
Fig. 2.16. Power generation of wind turbine in different rotor and wind speeds. 

tải về 6.62 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   86




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương