Kursets overordnede mål er at sætte de studerende i stand til at
designe forskellige koncepter for elektriske drivetrains i en
vindmølle. De primære designaspekter, som behandles i kurset, er
valg af komponenter og bestemmelse af deres størrelse, som
generatorer, konvertere, transformere og de passive komponenter,
samt at designe en reguleringsmodel der binder komponenterne
sammen. Efter gennemgang af drivetrain-koncepterne får de
studerende mulighed for at specialisere sig indenfor design
og/eller drift af en af hovedkomponenterne, afhængig af de
individuelle præferencer.
Derudover udrustes de studerende til eksperimentelt at implementere
en af deres specialiseringer i en virkelig vindmølle i
laboratoriet.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Designe et elektrisk drivetrain i en vindmølle
Bestemme begrænsningerne i drivetrain-designet ud fra
driftbetingelserne
Forstå og forklare dynamiske modeller for de elektriske
komponenter i vindmøller
Simulere det elektriske system i moderne multi-MW
vindmøller
Evaluere ydelsen af forskellige elektriske koncepter baseret på
simuleringer og sammenlignende analyser
Designe vindmøllegeneratorer og kontrolalgoritmer m.h.t.
"maximum power point tracking"
Designe net- og generatorkonvertere og passende
kontrolalgoritmer
Udlede komponentmodellernes parametre ved eksperimentelle
undersøgelser
Implementere en mindre vindmølle-kontrolalgoritme i en DSP
microcontroller
Rapportere professionelt om simulerings- og det eksperimentelle
arbejde
Arbejde effektivt som del af et team
Kursusindhold:
Kurset fokuserer på design af de primære elektriske systemer
(drivetrains) og drivetraintopologier, der er brugt i moderne
multi-MW vindmøller, dvs. gearede, melllemhastigheds- og direkte
koblede generatorer med permanentmagnetisering og fuldkonverter,
asynkrongeneratorer med fuldkonverter og dobbelt-fødet
asynkrongeneratorer (DFIG).
De studerende kommer til at benytte deres ingeniørmæssige viden og
færdigheder i forbindelse med en designopgave indenfor en valgt
specialisering. Opgaven vil blive gennemført ved at benytte såvel
simuleringsplatforme (Simulink/MatLab, PSpice, MagNet, Comsol
m.fl.) og laboratorieopstillinger. Opgaven danner grundlag for den
endelige rapport, som skal udarbejdes og præsenteres.
En mindre vindmølle er tilgængelig på Lyngby Campus, hvor de
studerende gennemfører undersøgelserne, implementerer deres
kontrolalgoritmer og arbejder med komponenterne. Virkelige
vindprofiler står til rådighed som input for bestemmelse af
ydeevnen af den udviklede drivetrain ved hjælp af
simuleringer.
