Design and optimization of a large scale grid connected wound rotor synchronous machine
Date
2023-12
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: The main focus of this work is the cost-efficient design of a 3 MW, geared, medium speed wound rotor synchronous machine for grid-tied wind applications. Following this concept, a fractional slot non-overlapping winding is employed. To deal with the adverse effects of such a winding, methods of mitigating magneto-motive force harmonics are studied. The effects of phase shifting, flux barrier insertion, and pole shaping on the machine performance of the 18 slots, 16 poles, double layered wound rotor synchronous machine are explored. The machine is also optimized to make it grid compliant. Finally, the effects of phase shifting are tested on a 3 KW prototype.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die hooffokus van hierdie werk is die kostedoeltreffende ontwerp van ’n 3 MW, rat, mediumspoed gewikkelde rotor-sinchroniese masjien vir roostergebonde windtoepassings. Na aanleiding van hierdie konsep word ’n fraksionele gleuf nie-oorvleuelende wikkeling gebruik. Om die nadelige effekte van so ’n wikkeling te hanteer, word metodes bestudeer om magneto-motoriese krag harmonieke te versag. Die uitwerking van faseverskuiwing, vloedversperringinvoeging en paalvorming op die masjienwerkverrigting van die 18 gleuwe, 16 pole, dubbellaag gewikkelde rotor-sinchroniese masjien word ondersoek. Die masjien is ook geoptimaliseer om dit aan die rooster te voldoen. Laastens word die uitwerking van faseverskuiwing op ’n 3 KW prototipe getoets.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die hooffokus van hierdie werk is die kostedoeltreffende ontwerp van ’n 3 MW, rat, mediumspoed gewikkelde rotor-sinchroniese masjien vir roostergebonde windtoepassings. Na aanleiding van hierdie konsep word ’n fraksionele gleuf nie-oorvleuelende wikkeling gebruik. Om die nadelige effekte van so ’n wikkeling te hanteer, word metodes bestudeer om magneto-motoriese krag harmonieke te versag. Die uitwerking van faseverskuiwing, vloedversperringinvoeging en paalvorming op die masjienwerkverrigting van die 18 gleuwe, 16 pole, dubbellaag gewikkelde rotor-sinchroniese masjien word ondersoek. Die masjien is ook geoptimaliseer om dit aan die rooster te voldoen. Laastens word die uitwerking van faseverskuiwing op ’n 3 KW prototipe getoets.
Description
Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2023.