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Title in Portuguese: Controle de velocidade de um motor de indução trifásico para emulação de uma turbina eólica
Author: Sombra, Andresa Kelly Ribeiro
Advisor(s): Leão, Ruth Pastôra Saraiva
Co-advisor(s): Sgrò, Domenico
Keywords: Máquinas elétricas
Energia eólica
Controle vetorial de velocidade
Issue Date: 2017
Citation: SOMBRA, A. K. R. (2017)
Abstract in Portuguese: Dentre as energias renováveis, a energia eólica tem tido destaque mundial devido a crescente aplicação na conversão em energia elétrica. Devido à natureza estocástica dos ventos, a geração eólio-elétrica tornou-se objeto de estudo a respeito dos impactos de uma geração de potência de saída variável na rede elétrica. Além disso, outros fatores, que influenciam no controle de potência, também são analisados, em especial a tecnologia do gerador e da turbina eólica e os conversores estáticos associados. Esse trabalho tem como objetivo modelar e simular um emulador de turbina eólica utilizando um motor de indução trifásico (MIT) de rotor curto circuitado funcionando com velocidade variável. Para controlar a velocidade do MIT, é utilizada uma técnica de controle vetorial do tipo controle por campo orientado direto (DFO). Foi desenvolvido um observador de fluxo do tipo modelo de tensão-corrente com um controlador para alternar entre os modelos de tensão e corrente segundo as condições de operação. A validação do sistema completo foi feita por simulação no simulador MATLAB/Simulink, utilizando diferentes características de velocidade de vento, sendo utilizados, inclusive, dados reais de velocidade de vento em uma das simulações. Os resultados de simulação mostraram que os controles implementados de corrente, fluxo e velocidade responderam de forma satisfatória às velocidades de ventos, observando-se um pronto seguimento de velocidades de referência.
Abstract: Among the renewable energies, wind energy has had a worldwide presence due to the increasing application in the conversion into electric energy. Due to the stochastic nature of the wind, the eolic-electric generation became the object of study regarding the impacts of a variable output power generation in the power grid. In addition, other factors, which influence power control, are also analyzed, in particular the generator and wind turbine technology and associated static converters. This work aims to model and simulate a wind turbine emulator using a squirrel-cage rotor three-phase induction motor (TIM) running at variable speed. To control the speed of the TIM, a vector control technique of direct oriented field control (DFOC) type is used. A voltage-current model type flux observer was developed with a controller to switch between voltage and current models according to the operating conditions. The validation of the complete system was done by simulation in the simulator MATLAB / Simulink, using different characteristics of wind speed, using, also, actual data of wind speed in one of the simulations. The simulation results showed that the current, flux and speed implemented controls responded satisfactorily to the wind velocities, observing a ready follow-up of reference speeds.
Description: SOMBRA, Andresa Kelly Ribeiro. Controle de velocidade de um motor de indução trifásico para emulação de uma turbina eólica. 2017. 100 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/29303
metadata.dc.type: TCC
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