ವೇರಿಯಬಲ್ ಸ್ಪೀಡ್ ಕಂಸ್ಟಂಟ್ ಫ್ರೆಕ್ವೆನ್ಸಿ ವಿಂಡ್ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳಿಗೆ ಅನುಕೂಲವಾದ ಉತ್ತೇಜನ ಆವರ್ತಕ ಪರಿಶೋಧನೆ
1 ಪರಿಚಯ
ಪ್ರವಾಹದ ಶಕ್ತಿ ಎಂಬುದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪುನರುಜ್ಜೀವನೀಯ ಶಕ್ತಿ ಮಾನದಂಡ. ಗತ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಪ್ರವಾಹದ ಶಕ್ತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಖ್ಯಾತ ವಿದ್ವಾನರಿಂದ ವಿಸ್ತೃತವಾಗಿ ಶ್ರದ್ದೆ ಪಡೆದಿದೆ. ಪ್ರವಾಹದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಪ್ರಮುಖ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವೇಗದ ಬದಲಾವಣೆಯು ನಿರಂತರ ಆವೃತ್ತಿ (VSCF) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಉತ್ತಮ ಪರಿಹಾರ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಜನರೇಟರ್‍ನ ಸ್ಟೇಟರ್ ವೈಂಡಿಂಗ್‌ಗಳು ನೇತ್ರಣಾ ನೆಟ್ಟಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ VSCF ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ರೋಟರ್ ವೈಂಡಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿ ಆಧಾರದ ಆವೃತ್ತಿ, ಆಯತನ, ಚಕ್ರ ಮತ್ತು ಚಕ್ರ ಕ್ರಮ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಾಪ್ತ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಯಂತ್ರಕ ಮಾತ್ರ ಸ್ಲಿಪ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಿದರೆ, ಅದರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಬಹುದು.
ನಿಂದ ದ್ವೈ-ಆಧಾರದ ಪ್ರವಾಹದ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ AC/AC ಅಥವಾ AC/DC/AC ನಿಯಂತ್ರಕಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತವೆ. AC/AC ನಿಯಂತ್ರಕಗಳು ಅವುಗಳ ಉತ್ಪನ್ನ ಹರ್ಮೋನಿಕ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚು ಮಟ್ಟ, ಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನ ಶಕ್ತಿ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಉಪಕರಣಗಳ ಕಾರಣ ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸ್ರೋತ ಅನುಕೂಲವಾದ AC/DC/AC ನಿಯಂತ್ರಕಗಳಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ಯಾವುದೇ ದ್ವೈ-ಆಧಾರದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ನಿಯಂತ್ರಕಗಳನ್ನು ಅಭ್ಯರ್ಥನೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ, ಅವುಗಳ ಜಟಿಲ ರಚನೆ, ಹೆಚ್ಚು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ ಮತ್ತು ಇನ್-ಅಂದರೆ/ಅಂದರೆ-ಅನುಕೂಲವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ರವಾಹದ ಶಕ್ತಿ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ದ್ವೈ-DSP ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸ್ರೋತ AC/DC/AC ದ್ವೈ-ಆಧಾರದ ಪ್ರವಾಹದ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿಕಸಿಸಲಾಗಿದೆ. ನೇತ್ರಣಾ ನಿಯಂತ್ರಕವು ವೋಲ್ಟೇಜ್-ನಿರ್ದೇಶಿತ ವೆಕ್ಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ರೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಕವು ಸ್ಟೇಟರ್-ಪ್ರವಾಹ-ನಿರ್ದೇಶಿತ ವೆಕ್ಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗಗಳು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ದ್ವಿದಿಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರವಾಹ ಸಂಭವನೀಯತೆ, ಸ್ವತಂತ್ರ ಇನ್-ಅಂದರೆ/ಅಂದರೆ-ಅನುಕೂಲವಾದ ಶಕ್ತಿ ಘಟಕ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಕಡಿಮೆ ಹರ್ಮೋನಿಕ್ ವಿಕೃತಿ, ಸ್ಥಿರ ವಿಶಾಲ ಮಾನದಂಡದ ಪ್ರದರ್ಶನ, ಪ್ರವಾಹದ ಜೈವ ಶಕ್ತಿ ಮುಂತಾದ ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಶಕ್ತಿ ಆಧಾರದ ಹೆಚ್ಚು ಗುಣಮಟ್ಟದ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸ್ಥಿರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.
2 ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ರಚನೆ
ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ದರ್ಶಿಸಿರುವಂತೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಐದು ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ:
- ದ್ವೈ-ಆಧಾರದ ಜನರೇಟರ್ (ವೈಂಡ್ ರೋಟರ್ ಪ್ರವೃತ್ತಿ ಜನರೇಟರ್)
- ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸ್ರೋತ AC/DC/AC ದ್ವಿದಿಕ್ಕೆ PWM ನಿಯಂತ್ರಕ (IPM ಮಾಧ್ಯಮಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿದ ಪಾರ್ಕ್ ಟೋ ಟೋ ಮೂರು-ಫೇಸ್ ರೆಕ್ಟಿಫයರ್/ಇನ್ವರ್ಟರ್)
- ದ್ವೈ-DSP ನಿಯಂತ್ರಕ (ದೃಢ ಸ್ಥಿತಿ ಡಿಎಸ್‌ಪಿ TMS320LF2407A + ಪ್ರವಾಹ ಸ್ಥಿತಿ ಡಿಎಸ್‌ಪಿ TMS320VC33)
- ನೇತ್ರಣಾ ಸಂಪರ್ಕ ಸುರಕ್ಷಾ ಉಪಕರಣ (ರೋಟರ್/ಸ್ಟೇಟರ್ ಕಂಟೈಕ್ಟರ್)
- ದೃಶ್ಯ ವೇಗದ ಬದಲಾವಣೆ ಪ್ರವಾಹದ ಟರ್ಬೈನ್ (DC ಮೋಟರ್ + SIEMENS SIVOREG ಥೈರಿಸ್ಟರ್ ವೇಗ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ)
ಪ್ರಮುಖ ವಿವರಗಳು
- ನಿಯಂತ್ರಕ ಸಂಪರ್ಕ: ನೇತ್ರಣಾ ನಿಯಂತ್ರಕ ಮೂರು-ಫೇಸ್ ಇಂಡಕ್ಟರ್ ಮೂಲಕ; ರೋಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಕ ಸ್ಲಿಪ್ ರಿಂಗ್/ಬ್ರಷ್ ಮೂಲಕ ಜನರೇಟರ್ ರೋಟರ್ ವೈಂಡಿಂಗ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ.
- ದ್ವೈ-DSP ಪ್ರಮುಖ ಭೂಮಿಕೆಗಳು: LF2407A ಡೇಟಾ ವಿನಿಮಯ, PWM ಉತ್ಪಾದನೆ, ಮತ್ತು ನೇತ್ರಣಾ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ; VC33 ಮೂಲ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ; ದ್ವೈ-ಪೋರ್ಟ್ RAM ವಾಸ್ತವದ ಸಮಯದ ಡೇಟಾ ಶೇರಿಂಗ್ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ; CPLD ವಿಂದು ಡೆಕೋಡಿಂಗ್ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
- ನೇತ್ರಣಾ ಸುರಕ್ಷಾ: ದೋಷಗಳಿಂದ ಸ್ಟೇಟರ್ ಕಂಟೈಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು PWM ನೋಡು ಮುಂದಿನ ವಿಧಾನದ ನಂತರ ರೋಟರ್ ಕಂಟೈಕ್ಟರ್ ಮುಚ್ಚುವ ವಿಲಂಬ ಮಾಡುವ ಮುಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕ ಛೇದಿಸಬೇಕು.
3 ದ್ವೈ-ಆಧಾರದ ಜನರೇಟರ್ ವೆಕ್ಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ
3.1 ನಿಯಂತ್ರಣ ತತ್ತ್ವಗಳು
ಸಮನ್ವಯಿತ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ (d-ಅಕ್ಷ ಸ್ಟೇಟರ್ ಪ್ರವಾಹದ ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ), ದ್ವೈ-ಆಧಾರದ ಜನರೇಟರ್ ಮಾದರಿಯು:
usd=Rsisd+dψsddt−ωsψsq{u_{sd} = R_s i_{sd} + \frac{d\psi_{sd}}{dt} - \omega_s \psi_{sq}}usd=Rsisd+dtdψsd−ωsψsq
usq=Rsisq+dψsqdt+ωsψsd{u_{sq} = R_s i_{sq} + \frac{d\psi_{sq}}{dt} + \omega_s \psi_{sd}}usq=Rsisq+dtdψsq+ωsψsd
urd=Rrird+dψrddt−ωslipψrq{u_{rd} = R_r i_{rd} + \frac{d\psi_{rd}}{dt} - \omega_{\text{slip}} \psi_{rq}}urd=Rrird+dtdψrd−ωslipψrq
urq=Rrirq+dψrqdt+ωslipψrd{u_{rq} = R_r i_{rq} + \frac{d\psi_{rq}}{dt} + \omega_{\text{slip}} \psi_{rd}}urq=Rrirq+dtdψrq+ωslipψrd
ಪ್ರವಾಹ ಸಮೀಕರಣಗಳು:
ψsd=Lmims+Lsisd=Lmims{\psi_{sd} = L_m i_{ms} + L_s i_{sd} = L_m i_{ms}}ψsd=Lmims+Lsisd=Lmims
ψsq=−Lmirq{\psi_{sq} = -L_m i_{rq}}ψsq=−Lmirq
ψrd=Lrird+Lmisd{\psi_{rd} = L_r i_{rd} + L_m i_{sd}}ψrd=Lrird+Lmisd
ψrq=Lrirq+Lmisq{\psi_{rq} = L_r i_{rq} + L_m i_{sq}}ψrq=Lrirq+Lmisq
ಟೋರ್ಕ್ ಸಮೀಕರಣ:
Te=−npLmimsirqLs{T_e = -\frac{n_p L_m i_{ms} i_{rq}}{L_s}}Te=−LsnpLmimsirq
ಸ್ಟೇಟರ್ ರೆಜಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪತನವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಾಗ, ಸ್ಟೇಟರ್ ಪ್ರವಾಹ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡಿದೆ:
ψsd≈usq/ωs,ψsq≈0{\psi_{sd} \approx u_{sq}/\omega_s, \quad \psi_{sq} \approx 0}ψsd≈usq/ωs,ψsq≈0
ನಿಯಂತ್ರಣ ರಚನೆ:
- ನಿರಂತರ ಸ್ಟೇಟರ್ ಸಾಮಾನ್ಯ ಉತ್ತೇಜನ ಪ್ರವಾಹ ims_i_{ms}ims → ವಿದ್ಯುತ್ ಟೋರ್ಕ್ Te∝irqT_e \propto i_{rq}Te∝irq
- ಒಂದು ಶಕ್ತಿ ಘಟಕಕ್ಕೆ, ಉತ್ತೇಜನ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ರೋಟರ್ ಮೂಲಕ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ (ims=irdi_{ms} = i_{rd}ims=ird)
- ಫೀಡ್ಫ್ರಂಟ್ ವಿಚ್ಛೇದ ಪೂರಕ ನಂತರ, urdu_{rd}urd ಮತ್ತು urqu_{rq}urq ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಿ ರೋಟರ್ ಪ್ರವಾಹ ಮತ್ತು ಟೋರ್ಕ್ ನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು.
3.2 ನೇತ್ರಣಾ ನಿಯಂತ್ರಣ
- ನೋಂದಣಿ ನೇತ್ರಣಾ ಸಂಪರ್ಕ:
- ಜಲವಾಯು ಕತ್ತರಿಸುವ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಪ್ರಾಪ್ತಿಸಿದಾಗ, ಟರ್ಬೈನ್ ಜನರೇಟರ್ನ್ನು ಕನಿಷ್ಠ ವೇಗದ ಮೇಲೆ ನಡೆಸುತ್ತದೆ.
- ನಿಯಂತ್ರಕವನ್ನು ಸಾಕ್ಷರಗೊಳಿಸಿ ಸ್ಟೇಟರ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನೇತ್ರಣಾ ನೇತ್ರಣೆಗೆ ಮೇಲೆ ಹೊಂದಿಸಿ (ಆಯತನ, ಚಕ್ರ ಮತ್ತು ಆವೃತ್ತಿ).
- ನೇತ್ರಣಾ ಸಂಪರ್ಕ ಶರತ್ತುಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಿದಾಗ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಸಮನ್ವಯ.
- ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವುದು: ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುಂದ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದಿಸುವ ಮುನ್ನ ವಿದ್ಯುತ್ ಛೇದ......
