کنترل ارتعاش توربین بادی به کمک میراگر جرمی فعال مجهز به سیال مغناطیسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

امروزه به دلیل اهمیت محیط‌زیست استفاده از سازه‌های مولد انرژی‌های پاک بیشتر موردتوجه قرارگرفته است. به همین دلیل تحلیل دینامیکی این‌گونه سازه‌ها تحت مخاطرات طبیعی به‌ویژه زلزله حائز اهمیت است. یکی از این سازه‌ها، توربین بادی است که باید علاوه بر کنترل ارتعاش ناشی از باد به کنترل ناشی از زلزله نیز در آن پرداخته شود و تمرکز این مقاله بر روی کنترل ارتعاش توربین بادی، توسط میراگر جرمی فعال مجهز به سیال مغناطیسی است. جرم‌های ۱۰، ۴۰،۲۰ و ۶۰ تن برای جرم این میراگر در نظر گرفته می‌شود و برای میراگر سیال مغناطیسی از دو میراگر متفاوت استفاده خواهد شد و عملکرد میراگرهای جرمی فعال با توجه به شاخص‌های ارزیابی ارائه‌شده با یکدیگر مقایسه و میراگر فعال بهینه معرفی می‌گردد. جهت مدل‌سازی توربین بادی، از توربین بادی با توان MW5 ارائه‌شده توسط آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر استفاده می‌شود و طراحی این توربین بادی به‌صورت خطی بوده که از سیستم چند درجه آزاد جهت مدل‌سازی استفاده می‌گردد ؛ این توربین بادی تحت زلزله‌های حوزه دور و نزدیک قرار می‌گیرد که نیروی زلزله در جهت خارج از صفحه به توربین بادی وارد می‌شود که در ادامه با استفاده از این میراگرهای فعال معرفی‌شده به کنترل ارتعاش این توربین بادی پرداخته می‌شود و در انتها با استفاده از میراگر بهینه که در بالای برج توربین بادی و کنار ناسل قرار دارد کاهش محسوسی در جابجایی و سرعت برج مشاهده می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Vibration control of wind turbine by using active mass damper equipped with magnetic fluid

نویسندگان [English]

  • Pedram Ghaderi
  • Amirhosein Mohammadizade
School of civil engineering, Iran university of science and technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Todays, due to the importance of the environment, the use of renewable energy generating structures has received more attention. Therefore, dynamic analysis of such structures under natural hazards, especially earthquakes, is important. One of these structures is wind turbine. In this article, its vibration is controlled by an active mass damper equipped with a magnetic fluid damper. The masses considered for this damper are equal to 10,20,40and60ton and two type of MR damper is considered. Performance of active mass dampers will be compared according to the evaluation indexes and the optimal active damper will be introduced. To model a wind turbine, a 5MW wind turbine constructed by the National Energy Laboratory Renewable is considered and the design of this wind turbine was linear and a multi-degree freedom model is used. this wind turbine is subjected to near and far field earthquakes in an out-of-plane direction then the vibration of this wind turbine is controlled by using these active mass dampers and the vibration of this wind turbine is controlled by active mass dampers. Finally, by using the optimal damper, which is located at the top of the wind turbine tower beside the nacelle, a significant reduction in the displacement and speed of the tower is observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wind turbine
  • Vibration control
  • ATMD
  • MR damper
  • Renewable energy