Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8472 |
Resumo: | This dissertation addresses the analysis and control of permanent magnet synchronous generators (PMSG) found in wind energy conversion system. The operation modes of the wind turbine the current and voltage constraints of a PWM rectifier are defined and a methodology to determine the generator current is presented. The generator currents obtained guarantee the maximization of wind energy extraction as well as the minimization of the PMSG and rectifier losses. In addition, a space-vector modulation technique in overmodulation region is reviewed in detail and applied aiming: (i) to maximize the generator power; (ii) to utilize the entire PWM rectifier DC link voltage resource, and (iii) to obtain a smooth transition to six-step operation. Furthermore, a single current controller is designed for all operating modes being capable to avoid the controller states overload as well as the undesired effects due to the operation in the overmodulation region. The stability analysis of the closed loop system is investigated by means of linear matrix inequality conditions to estimate a region of operation with guaranteed stability. Simulation results are presented to demonstrate the performance of the proposed system. |
id |
UFSM_06a6c482b957b6fcb49b33748b85b875 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufsm.br:1/8472 |
network_acronym_str |
UFSM |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
repository_id_str |
|
spelling |
2017-06-052017-06-052009-06-26BERNARDES, Thiago Araújo. Analysis and control of permanent magnet synchronous generator applied to wind energy conversion system. 2009. 192 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8472This dissertation addresses the analysis and control of permanent magnet synchronous generators (PMSG) found in wind energy conversion system. The operation modes of the wind turbine the current and voltage constraints of a PWM rectifier are defined and a methodology to determine the generator current is presented. The generator currents obtained guarantee the maximization of wind energy extraction as well as the minimization of the PMSG and rectifier losses. In addition, a space-vector modulation technique in overmodulation region is reviewed in detail and applied aiming: (i) to maximize the generator power; (ii) to utilize the entire PWM rectifier DC link voltage resource, and (iii) to obtain a smooth transition to six-step operation. Furthermore, a single current controller is designed for all operating modes being capable to avoid the controller states overload as well as the undesired effects due to the operation in the overmodulation region. The stability analysis of the closed loop system is investigated by means of linear matrix inequality conditions to estimate a region of operation with guaranteed stability. Simulation results are presented to demonstrate the performance of the proposed system.Esta dissertação trata da análise e do controle de geradores sincronos a íımã permanente usados em sistema de conversão de energia eólica. Os modos de operação da turbina eólica sob restrição de tensão e corrente são definidos e uma metodologia para determinar as correntes do gerador ´e apresentada. As correntes obtidas do gerador garantem a maximização da potência extraída do vento bem como a minimização das perdas do conjunto gerador e retificador PWM. Além disso, a técnica de modulação vetorial na região de sobremodulação é revisada em detalhes e aplicada com objetivo de: (i) maximizar a potência do gerador, (ii) utilizar todo o recurso do barramento CC disponível pelo retificador PWM e (iii) obter uma transição suave para operação do retificador para o modo de seis-pulsos. Uma técnica de controle vetorial é apresentada e comparada. Um único controlador de corrente é projetado para todos os modos operacionais, sendo capaz de evitar tanto sobrecarga dos estados do controlador quanto os efeitos indesejáveis provenientes da operação na região de sobremodulação. A análise da estabilidade do sistema em malha fechada é investigada por meio de desigualdades matriciais lineares para determinar uma região de estabilidade garantida. Por fim, resultados de simulação são apresentados para demonstrar o bom desempenho do sistema proposto.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaGerador sicrono de iıMã permanenteRetificador PWMTurbinas eólicasPermanent magnet synchronous generatorPWM rectifierWind turbinesCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAAnálise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólicaAnalysis and control of permanent magnet synchronous generator applied to wind energy conversion systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPinheiro, Humbertohttp://lattes.cnpq.br/5900576762082210Montagner, Vinícius Folettohttp://lattes.cnpq.br/1107194715234856Ale, Jorge Antonio Villarhttp://lattes.cnpq.br/1961880719931180http://lattes.cnpq.br/6289173581274591Bernardes, Thiago Araújo3004000000074005005003003008aab6aac-f16b-4f23-8761-b8462475f0271305f743-59a2-4e14-afaf-ba8ff3edaad976d39ed0-bb5b-4d0b-940a-27c45b6354b418b24602-d0db-4100-b669-76fb03014c06info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALBERNARDES, THIAGO ARAUJO.pdfapplication/pdf1876656http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8472/1/BERNARDES%2c%20THIAGO%20ARAUJO.pdf7113bc27c369a68024eecfa87078222dMD51TEXTBERNARDES, THIAGO ARAUJO.pdf.txtBERNARDES, THIAGO ARAUJO.pdf.txtExtracted texttext/plain271952http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8472/2/BERNARDES%2c%20THIAGO%20ARAUJO.pdf.txt5bb00e3f99019ef8efc04699b3107f07MD52THUMBNAILBERNARDES, THIAGO ARAUJO.pdf.jpgBERNARDES, THIAGO ARAUJO.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg2647http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8472/3/BERNARDES%2c%20THIAGO%20ARAUJO.pdf.jpgf8d86be4ff0ceaa4924da7d48a8b9de5MD531/84722023-04-10 16:12:29.81oai:repositorio.ufsm.br:1/8472Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-04-10T19:12:29Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Analysis and control of permanent magnet synchronous generator applied to wind energy conversion system |
title |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
spellingShingle |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica Bernardes, Thiago Araújo Gerador sicrono de iı Mã permanente Retificador PWM Turbinas eólicas Permanent magnet synchronous generator PWM rectifier Wind turbines CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
title_short |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
title_full |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
title_fullStr |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
title_full_unstemmed |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
title_sort |
Análise e controle de gerador síncrono a ímã permanente aplicado a sistema de conversão de energia eólica |
author |
Bernardes, Thiago Araújo |
author_facet |
Bernardes, Thiago Araújo |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Pinheiro, Humberto |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5900576762082210 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Montagner, Vinícius Foletto |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1107194715234856 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Ale, Jorge Antonio Villar |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1961880719931180 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6289173581274591 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Bernardes, Thiago Araújo |
contributor_str_mv |
Pinheiro, Humberto Montagner, Vinícius Foletto Ale, Jorge Antonio Villar |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Gerador sicrono de iı Mã permanente Retificador PWM Turbinas eólicas |
topic |
Gerador sicrono de iı Mã permanente Retificador PWM Turbinas eólicas Permanent magnet synchronous generator PWM rectifier Wind turbines CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Permanent magnet synchronous generator PWM rectifier Wind turbines |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
description |
This dissertation addresses the analysis and control of permanent magnet synchronous generators (PMSG) found in wind energy conversion system. The operation modes of the wind turbine the current and voltage constraints of a PWM rectifier are defined and a methodology to determine the generator current is presented. The generator currents obtained guarantee the maximization of wind energy extraction as well as the minimization of the PMSG and rectifier losses. In addition, a space-vector modulation technique in overmodulation region is reviewed in detail and applied aiming: (i) to maximize the generator power; (ii) to utilize the entire PWM rectifier DC link voltage resource, and (iii) to obtain a smooth transition to six-step operation. Furthermore, a single current controller is designed for all operating modes being capable to avoid the controller states overload as well as the undesired effects due to the operation in the overmodulation region. The stability analysis of the closed loop system is investigated by means of linear matrix inequality conditions to estimate a region of operation with guaranteed stability. Simulation results are presented to demonstrate the performance of the proposed system. |
publishDate |
2009 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2009-06-26 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2017-06-05 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2017-06-05 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
BERNARDES, Thiago Araújo. Analysis and control of permanent magnet synchronous generator applied to wind energy conversion system. 2009. 192 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8472 |
identifier_str_mv |
BERNARDES, Thiago Araújo. Analysis and control of permanent magnet synchronous generator applied to wind energy conversion system. 2009. 192 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009. |
url |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8472 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.cnpq.fl_str_mv |
300400000007 |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
400 500 500 300 300 |
dc.relation.authority.fl_str_mv |
8aab6aac-f16b-4f23-8761-b8462475f027 1305f743-59a2-4e14-afaf-ba8ff3edaad9 76d39ed0-bb5b-4d0b-940a-27c45b6354b4 18b24602-d0db-4100-b669-76fb03014c06 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSM |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Engenharia Elétrica |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
instname_str |
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
instacron_str |
UFSM |
institution |
UFSM |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8472/1/BERNARDES%2c%20THIAGO%20ARAUJO.pdf http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8472/2/BERNARDES%2c%20THIAGO%20ARAUJO.pdf.txt http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8472/3/BERNARDES%2c%20THIAGO%20ARAUJO.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
7113bc27c369a68024eecfa87078222d 5bb00e3f99019ef8efc04699b3107f07 f8d86be4ff0ceaa4924da7d48a8b9de5 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
repository.mail.fl_str_mv |
atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com |
_version_ |
1801485238674653184 |