Dynamics and control of vibrations in wind turbines with variable rotor speed

این مقاله مدل سازی و کنترل ارتعاشات در توربین های بادی را به دلیل تغییر سرعت چرخش تیغه پیشنهاد می کند. گسل های ساختاری و / یا الکتریکی در توربین بادی ممکن است منجر به نوسانات سرعت زاویه ای تیغه های روتور شود. تأثیر این نوسانات بر روی ارتعاشات مکانیکی هنوز به طور گسترده مورد بررسی قرار نگرفته است. یک مدل ریاضی چند مدال که توصیف پویایی تیغه های روتور انعطاف پذیر و تعامل آنها با برج توربین است، با استفاده از یک رویکرد لاگرانژی فرموله شده است. مدل تیغه جرم متغیر و سختی در طول واحد را در نظر می گیرد. این نیز شامل اثرات جاذبه و سختی گریز از مرکز به دلیل چرخش تیغه است. علاوه بر این، معادلات حرکت توربین بادی با توجه به سرعت روتور متغیر به حساب می آیند. این منجر به مدل زمان متغیر با توده وابسته به زمان، سختی و ماتریس های دمایی می شود. با استفاده از مدل پیشنهادی، تمرکز مقاله حاضر، بررسی تأثیر تغییرات واقعی در سرعت چرخش بر لرزش لبه های تیغه به علت گسل های شبکه ای است. تحقیقات عددی برای بررسی تاثیر تغییرات سرعت روتور بر روی ارتعاشات مکانیکی بر ساختار توربین باد انجام شده است. کنترل کننده فعال بر پایه تاندون های فعال پیشنهاد شده است تا موجب ارتعاشات لبه دار بوجود می آید. یک مدل سفارش کاهش یافته برای سنتز یک قانون کنترل مناسب طراحی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که طرح کنترل پیشنهادی در بهبود واکنش تیغه موفقیت آمیز است. علاوه بر این، تحت شرایطی که در این مطالعه در نظر گرفته شده، بررسی عددی نشان می دهد که کنترل کننده با توجه به تغییرات سرعت روتور در شرایطی که گسل شبکه رخ می دهد، قوی است.