Fırçasız Çift Beslemeli Asenkron Generatörün Analizi ve Arıza Tespiti

Abstract

Günümüzde gelişen teknoloji ve sanayi ile birlikte enerji ihtiyacı da artmaktadır. Enerji üretiminde önemli bir paya sahip olan fosil yakıtların çevreye verdiği zararlar ve bu fosil yakıtların yakın bir gelecekte bitecek olması nedeniyle, ayrıca enerji konusunda insanların sınırsız isteği ve talebini karşılamak gerekliliği alternatif enerji kaynaklarına ihtiyacı arttırmaktadır. Çevreye verilen zararlar ve enerji üretiminde kullanılacak yakıtın sürekliliği göz önüne alındığında yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi ortaya çıkmaktadır. Bu bağlamda rüzgar türbinleri yapılan yatırımlar ile enerji üretiminde önemli bir paya sahip olmuştur. Gelişen teknoloji ve yapılan araştırmalar ile gerek var olan generatör tipleri geliştirilip iyileştirilmeye çalışılmış gerekse yeni tipler önerilmiştir. Önerilen ve hala geliştirilmekte olan generatör tiplerinden biri de fırçasız çift beslemeli asenkron generatördür. Bu generatör tipi iki stator sargısı ve kendisine özgü rotora sahiptir. Stator sargılarından biri güç sargısı olarak adlandırılır ve şebekeye doğrudan bağlanır. Diğer stator sargısı ise arka arkaya bağlı iki adet güç elektroniği dönüştürücüsü ile şebekeye bağlıdır. Rotor yapısı ise sargılı veya sincap kafes tür olabilmektedir. Bu tez çalışmasında bahsedilen generatörün şimdiye kadar yapılmış elektromagnetik tasarımları incelenmiştir. Bu çalışmalardan yararlanarak generatörün elektromagnetik alan çözümü yapılmış ve daha da geliştirilmiştir. Ayrıca elektromagnetik alan çözümü kullanılarak makinenin ısıl modellemesi ve rotor arıza durumları incelenmiştir.

Nowadays, energy demand is increasing with the developing technology and industry. Due to the harmful effects of fossil fuels, which have a significant share in energy production and the fact that these fossil fuels will soon be consumed, alternative energy sources are needed to meet the unlimited request and demands of people on energy. Considering the sustainability of the fuel used in the production of energy and environmental damage, the importance of renewable energy sources increases. In this paper, wind turbines have an important share in energy production with the investments made. With the help of developing technology and researches, the existing generator types have been tried to be improved and new types have been proposed. One of the proposed and still developing generator types is the brushless dual-supply asynchronous generator. This generator type has two stator windings and a unique rotor. One of the mentioned windings is called power winding and is interconnected directly to the power network. Another stator winding is connected to the network via two power electronic converters connected in series. The rotor structure can be coiled or squirrel cage type. In this work, the designs of the mentioned generator which are made so far have been investigated. By utilizing these studies, the electromagnetic field solution of the generator was made and further developed. The optimized thermal modeling of the machine has been proposed. In addition, rotor failure effect on magnetic field and flux was done by using analytical and finite element method. Finally, detection of failure was carried out by using discrete wavelet transform.