مدلسازی سینماتیکی گیربکس تثبیت سرعت الکترومکانیکی: مطالعه موردی توربین‌های بادی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران

doi
10.22034/jmeut.2025.66180.3528
چکیده

تثبیت سرعت ژنراتور در نیروگاه‌های بادی متصل به شبکه، امکان تولید توان الکتریکی با فرکانس ثابت را بدون نیاز به مبدل‌های الکترونیک قدرت فراهم می‌کند. به منظور تثبیت پایدار سرعت روتور در ژنراتور توربین‌های بادی، یک گیربکس پیوسته خود تنظیم شونده، شامل مجموعه چرخ­دنده سیاره‌ای، سیستم دیفرانسیل و یک سروو موتور توان پایین در این مطالعه ارائه شده است. از دو روش تحلیل تئوری و شبیه‌سازی نرم‌افزاری برای راستی‌آزمایی سینماتیک این گیربکس استفاده شده است. در تحلیل تئوری، روابطی برای تثبیت سرعت محور خروجی گیربکس متصل به روتور ژنراتور، مستقل از سرعت باد ورودی پیشنهاد شده است. در شبیه‌سازی به کمک نرم‌افزار آدامز، عملکرد گیربکس در شرایط مختلف تغییر سرعت ورودی، مدلسازی و نتایج بررسی شده است. راستی‌آزمایی پارامترهای بدست آمده از روش‌های پیشنهادی، اثربخشی مکانیزم پیشنهادی را نشان می‌دهد. یافته‌های این پژوهش، علاوه بر سادگی سیستم و کاهش هزینه‌های جانبی، امکان توسعه سازوکارهای مشابه را در طراحی‌های صنعتی فراهم می‌سازد. در پایان، برای صحه‌سنجی عملکرد، نتایج آزمایشگاهی حاصل از آزمون‌های سینماتیکی بر روی یک نمونه ساخته شده ارائه شده است.