Rüzgâr Türbinleri İçin Doğrudan Sürüşlü Sürekli Mıknatıslı Senkron Generatörü Tasarımı

Abstract

Bu tez çalışmasında günümüzde rüzgâr enerjisi santrallerinde yaygınlığı ve kullanılabilirliği giderek artan sabit mıknatıslı senkron generatör tasarımına odaklanılmıştır. Çalışmada öncelikle rüzgâr enerjisinin Türkiye’deki ve dünyadaki durumu hakkında bilgi verilmiş, ardından rüzgâr santrallerinde kullanılan generatör tiplerinden ve özelliklerinden bahsedilmiştir. Kullanılan bu generatörler arasında giderek yaygınlaşan ve dişli sisteme gerek duymayan doğrudan sürüşlü sürekli mıknatıslı senkron generatör tasarımı yapılmıştır. Tasarım sırasında öncelikle rüzgârdan enerjinin elde edilmesinden bahsedilmiştir. Buna bağlı olarak generatör temel parametreleri belirlenmiştir. Ardından elektrik makinesi tasarımı yazılımları desteği ile makine modeli kurularak çeşitli çalışma koşullarında analizi yapılmıştır. Sonlu elemanlar analizi ile tasarımın manyetik çözümlemesi yapılmıştır. Makinenin çalışma şartlarındaki ısıl analizi yapılarak generatörün son şekli elde edilmiştir. Mekanik tasarım ve analizler sonucunda tasarımın son halini alarak üretilmeye hazır hale gelmiştir.

Thesis is focused on permanent magnet synchronous generators which commonly used at wind power plant. The study primarily gives information about the status of wind energy in Turkey and around the world. Then, types and characteristics of generators used in wind power plants are described. A gearless direct drive permanent magnet synchronous generator, which is gaining popularity among other types, is designed. Primarily, energy acquisitions of wind are discussed during the design. Accordingly, the generator basic parameters are determined. Then, the machine model was established and analyzed by the support of electric machine design software with different operating conditions. Magnetic analyses were made by finite element analysis software. Thermal analysis was done on the machine operating conditions and final form of generator was obtained. Generator is ready to be produced as a result of mechanical design and analysis.