การเปรียบเทียบผลของการพันขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรโดยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้นำเสนอการศึกษาเปรียบเทียบการพันขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG)) สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังน้ำขนาดเล็ก โดยสร้างแบบจำลองการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรขนาด 200 วัตต์ ในระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite Element Method (FEM)) ร่วมกับการทดสอบในสภาวการณ์จริง เพื่อหาประเภทการพันขดลวดสเตเตอร์หรือขดลวดอาร์เมเจอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่เหมาะสมกับกังหันน้ำความเร็วต่ำ ที่ใช้สำหรับฝายเก็บน้ำขนาดเล็กที่มีความสูงของหัวน้ำ (Header) อยู่ในระดับต่ำ จากผลการจำลองการทำงานในระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ และการทดสอบพบว่าการพันขดลวดแบบ Whole Coiled จะทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีแรงดันเอาต์พุต และประสิทธิภาพมากกว่าการพันขดลวดแบบ Half Coiled เพราะปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรมีอยู่ 2 ปัจจัยคือ ระยะพิตช์ของขดลวดและการวางตัวของขดลวดสเตเตอร์ที่ใช้พัน การพันขดลวดแบบระยะพิตซ์เศษส่วน จะช่วยขจัดฮาร์มอนิกที่มีผลกระทบต่อแรงดันเหนี่ยวนําของขดลวด แต่จะทำให้แรงดันเหนี่ยวนํามีค่าลดลงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแบบระยะพิตซ์เต็ม
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Fitzgerald AE, Kingsley JC, Umas SD. Electric Machinery. UK: McGraw-Hill; 1990.
Anpalahan P, Lamperth M. Design of multi-stack axial flux permanent magnet generator for a hybrid electric vehicle. In: Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC'06). IEEE; 2006. P. 1938-8756
Chan TF, Wang W, Lai LL. Magnetic Field in a Transverse and Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Generator From 3-D FEA. IEEE Transactions on Magnetics. 2012; 48(2): 1055-1058.
Davila JM, Mishra RS. Performance of a hydrokinetic energy system using an axial-flux permanent magnet generator. Science direct. 2014; 65: 631-638.
Ahmad G, Amin U. Design construction and study of small-scale vertical axis wind turbine based on a magnetically levitated axial flux permanent magnet generator. Renewable Energy. 2017; 101: 286-292.
Fei W, Luk PCK, Jinupun K. Design and analysis of high-speed coreless axial flux permanent magnet generator with circular magnets and coils. IET Electric Power Applications. 2010; 4(9): 739-747.
Soderlund L, Koski A, Vihriala H, Eriksson JT, Perala R. Design of an axial flux permanent magnet wind power generator. In: 1997 Eighth International Conference on Electrical Machines and Drives. Cambridge; 1997. p. 224-228.
Walid GA, Ahmed H, Hamdy A. A comparative study of winding configuration effect on the performance of low speed PMSG using FEM. In: Eighteenth International Middle East Power Systems Conference (MEPCON). Cairo Egypt; 2016. p.27-29
Flur IR, Viacheslav E, Vavilov D, Gusakov V. Synchronous Electric Machines with Tooth-Coil Winding and Magnetic Flow Barrier. International Conference on Recent Innovations In: Electrical, Electronics & Communication Engineering (ICRIEECE), 27-28 July. Bhubaneswar India; 2018.
Guohui Li, Xiong Bin, Feng Yun, Shi Hualin. Study on Performance of Permanent Magnet Synchronous Generator Based on Winding Structure. In: 22nd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), 11-14 Aug. Harbin China; 2019.
Ducar M, Ion CP. Design of a PMSG for micro hydro power plants. In: 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), 24-26 May. Brasov Romania; 2012.
Mihail P, Andreea M, Rares C, Sergiu N, Adrian N, Gabriela O. Finite element analysis of a low-speed permanent magnets synchronous generator with direct drive. In: 8th international symposium on advanced topics in electrical engineering (ATEE), 23-25 May. Bucharest Romania; 2013.
Chengyuan H, Thomas W. Analysis and design of surface permanent magnet synchronous motor and generator. CES Transactions on Electrical Machines and Systems. 2019; 3(1): 94 – 100.
Department of Electrical Engineering Faculty of Engineering King Mongkut's University of Technology North Bangkok. Research and Development of Low-Speed Wind Turbine Generators for Manufacturer in Country. Final Report, Energy Policy and Planning Office (EPPO). Ministry of Energy Thailand. 2011.
Crooks MJ, Litvin DB, Matthew PW, Macaulay R, Shaw J. One-piece Faraday generator. In: A paradoxical experiment from 1851. 1978; 46(7): 729-731.
มงคล ทองสงคราม. เครื่องกลไฟฟ้ากระแสสลับ. กรุงเทพมหานคร : รามาการพิมพ์; 2535.
