طراحی بهینه و آنالیز ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم روتور بیرونی برای توربینهای بادی

فصل اول: مقدمه

۱-۱-انواع توربین‌های بادی سرعت متغیر و ژنراتورهای استفاده شده در آنها

۱-۱-۱-ژنراتور القایی

۱-۱-۱-۱- ژنراتورهای القایی قفس سنجابی

۱-۱-۱-۲- ژنراتورهای القایی روتور سیم بندی شده

۱-۱-۱-۳- ژنراتورهای القایی با تغذیه دوگانه

۱-۱-۲-توربین­های بادی مجهز به ژنراتور سنکرون

۱-۱-۲-۱- ژنراتور سنکرون با تحریک کلاسیک

۱-۱-۲-۲- ژنراتور سنکرون با مغناطیس دائم

۱-۲-خلاصه معیا و مزایای انواع ساختارهای توربین­های بادی

۱-۳-تاریخچه‌ی ماشین‌های آهنربای دائم روتور بیرونی

۱-۳-۱- مقایسه انواع ماشین‌های آهنربای دائم

۱-۳-۲- بررسی عوامل انتخاب ژنراتور سنکرون آهنربای دائم با ساختار روتور بیرونی

۱-۳-۳- روش‌های تحلیل و بهینه‌سازی

۱-۴-ساختار پایان نامه

فصل دوم: بررسی ساختار ومزایا ژنراتور روتور بیرونی

۲-۱- ساختار ژنراتور مغناطیس دائم روتور بیرونی

۲-۲- مزیت­های ژنراتور روتور بیرونی

۲-۲-۱- افزایش سطح مفید روتور برای افزایش تعداد قطب ژنراتور

۲-۲-۲- کاهش طول کل مسیر مغناطیسی

۲-۲-۳- کاهش ناحیه انتهایی سیم­پیچی استاتور

۲-۲-۴- ساخت و خنک­سازی ساده­تر آهنربا

۲-۳- انواع مواد مصرفی ژنراتور آهنربای دائم روتور بیرونی

فصل سوم: طراحی ژنراتور سنکرون آهنربای دائم با ساختار روتور بیرونی

۳-۱- طراحی بر اساس کاربرد ژنراتور سنکرون آهنربا دائم در توربین بادی

۳-۱-۱- تعیین تعداد قطب

۳-۲- معادلات ابعاد اصلی ماشین‌های سنکرون آهنربای دائم

۳-۲-۱- تعیین فاصله هوایی

۳-۲-۲- محاسبه‌ی ابعاد کلی شیار استاتور

۳-۳- محاسبه‌ی پارامترهای الکتریکی

۳-۳-۱- نیرو محرکه‌ی القایی

۳-۳-۲- راکتانس سنکرون

۳-۳-۳- ولتاژ خروجی

۳-۳-۴- محاسبه‌ی بازده

۳-۳-۵- محاسبه‌ی چگالی توان

۳-۴- طراحی سیم‌پیچی

۳-۴-۱- سیم‌پیچی متمرکز و توزیع شده

۳-۴-۲- سیم‌پیچی گام کامل و گام کسری

۳-۴-۳- تعداد لایه‌های سیم‌پیچی

۳-۴-۴- انتخاب و طراحی سیم‌پیچی

۳-۵- انتخاب ترکیب مناسب تعداد قطب و شیار

۳-۶- روند طراحی ژنراتور‌های سنکرون آهنربای دائم

فصل چهارم: بهینه‌سازی طراحی با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک

۴-۱- انواع روش‌های بهینه‌سازی

۴-۱-۱- الگوریتم‌های بهینه‌سازی قطعی و احتمالی

۴-۱-۲- الگوریتم‌های بهینه‌سازی مستقیم و غیر مستقیم

۴-۱-۳- الگوریتم‌های بهینه‌سازی هیوریستیک و متاهیوریستیک

۴-۱-۴- الگوریتم بهینه‌سازی با روش جست‌وجوی اتفاقی

۴-۱-۵- الگوریتم هوک و جیوز

۴-۱-۶- روش پاول

۴-۱-۷- الگوریتم ژنتیک (GA)

۴-۱-۸- سردسازی (تبرید) شبیه‌سازی شده (SA)

۴-۱-۹- الگوریتم بهینه‌سازی انبوه ذرات (PSO)

۴-۲- مقایسه و انتخاب روش بهینه‌سازی مناسب

۴-۲-۱- مزایای الگوریتم ژنتیک در مقایسه با سایر روش‌های بهینه‌سازی

۴-۲-۲- معایب الگوریتم ژنتیک در مقایسه با سایر روش‌های بهینه‌سازی

۴-۳- الگوریتم ژنتیک

۴-۴- توابع هدف و پارامترهای بهینه‌سازی

۴-۵- بهینه‌سازی تک تابع هدفه (بازده)

۴-۶- بهینه‌سازی چند تابع هدفه (بازده و چگالی توان)

فصل پنجم: شبیه‌سازی ژنراتور بهینه و حصول ولتاژ

۵-۱- معرفی روش اجزای محدود (FEM)

۵-۱-۱- مش‌بندی ماشین‌های آهنربای دائم

۵-۱-۲- فرمول‌بندی مساله جهت حل مساله میدان

۵-۱-۳- اعمال روابط به مش‌ها و حصول دستگاه معادلات

۵-۲- شرایط مرزی

۵-۳- مدلسازی ژنراتور روتور بیرونی با استفاده از  FEM

۵-۳-۱- مرحله‌ی پیش پردازش

۵-۳-۲- مرحله‌ی پردازش

۵-۳-۳- مرحله‌ی پس از پردازش و حصول ولتاژ

فصل ششم: نتیجه‌گیری