Analysis of methods of electrical load of permanent magnet synchronous generator for small wind turbines

W artykule porównano różne sposoby powstawania i regulowania obciążenia elektrycznego generatorów synchronicznych z magnesami trwałymi (PMSG) w elektrowniach wiatrowych małej mocy, o pionowej osi obrotu (VAWT). Krótko opisano metody regulujące siłę elektromotoryczną PMSG. Skupiono się na metodach, w których stosuje się najprostsze trójfazowe PMSG, a regulację ich obciążenia elektrycznego prowadzi się za pomocą przetworników półprzewodnikowych. Sposoby regulowania obciążenia elektrycznego porównano pod względem efektywności energetycznej. Jako kompromis między tymi wskaźnikami zaproponowano mieszany sposób z DC-DC-przekształtnikiem małej mocy, pracującym przy niskich wiatrach i sterowaniem pasywnym – przy dużych wiatrach. Badania prowadzono z użyciem symulacji komputerowej w środowisku Matlab/Simulink.

The article compares the different ways to create and regulate electrical load of synchronous generator with permanent magnets (PMSG) in the low-power wind turbines with vertical axis (VAWT). Briefly describes the methods that allow you to adjust the electromotive force of PMSG. But focuses on such in which the simplest unregulated three phase PMSG is applied, and control of electric load is carried out by means of semiconductor converters. The methods of adjusting the electrical load were relied to each other in terms of complexity and thus of realize cost and of the value and energy efficiency. As a compromise between these indicators a combined method with a low-power DC-DC-converter, which operate at low winds, and passive control –at high winds is proposed. The research was conducted by computer simulation in Matlab/Simulink.