Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8568 |
Resumo: | This master thesis proposes a control method of scalar direct torque control and a technique of current control to maximize the aerodynamic efficiency of wind energy conversion systems (WECS) using permanent magnets synchronous generators (PMSG) with non-salient poles. The maximum power point tracking (MPPT) is possible to apply optimum torque to the generator by just controlling the static converter. Two topologies are addressed: The first one is a boost converter, widely used in WECS, where the MPPT method is implemented by the controlling the boost inductor current; and the second is a three phase AC boost converter where the scalar direct torque control is proposed. Aims to reduce the mechanic speed sensor a work with sensorless algorithms, is proposed. First an observer in the continuous time domain in coordinates αβ is developed containing two observers: a current sliding mode whose function is to determine the electromotive force (EMF) and EMF observer which aims to determine the rotor speed based on the direct method of Lyapunov. After, in the discrete time domain, sliding mode observers of speed and rotor position are described. Simulation and experimental results are presented to validate the theoretical analysis and demonstrate the good performance of the techniques to drive PMSG. |
id |
UFSM_292ea83861ed74075fcf768659c8ceb0 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufsm.br:1/8568 |
network_acronym_str |
UFSM |
network_name_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository_id_str |
|
spelling |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentesSensorless scalar control to wind energy conversion systems with permanent magnets synchronous generatorsPMSGObservador por modos deslizantesMPPTControle escalar direto de conjugadoSliding mode observerDirect scalar torque controlCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master thesis proposes a control method of scalar direct torque control and a technique of current control to maximize the aerodynamic efficiency of wind energy conversion systems (WECS) using permanent magnets synchronous generators (PMSG) with non-salient poles. The maximum power point tracking (MPPT) is possible to apply optimum torque to the generator by just controlling the static converter. Two topologies are addressed: The first one is a boost converter, widely used in WECS, where the MPPT method is implemented by the controlling the boost inductor current; and the second is a three phase AC boost converter where the scalar direct torque control is proposed. Aims to reduce the mechanic speed sensor a work with sensorless algorithms, is proposed. First an observer in the continuous time domain in coordinates αβ is developed containing two observers: a current sliding mode whose function is to determine the electromotive force (EMF) and EMF observer which aims to determine the rotor speed based on the direct method of Lyapunov. After, in the discrete time domain, sliding mode observers of speed and rotor position are described. Simulation and experimental results are presented to validate the theoretical analysis and demonstrate the good performance of the techniques to drive PMSG.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorEsta dissertação propõe um método de controle escalar direto de conjugado e uma técnica de controle de corrente para maximização da eficiência aerodinâmica de sistemas de conversão de energia eólica (WECS) que utilizam geradores síncronos de ímãs permanente (PMSG) com polos não salientes. O rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT), impõe o conjugado ótimo ao gerador apenas por meio do controle do conversor estático. Duas topologias são abordadas: conversor boost, amplamente utilizado em WECS, em que o método de MPPT é implementado por meio do controle da corrente do indutor boost, e um conversor boost trifásico CA, com controle escalar direto de torque. Buscando reduzir os sensores mecânicos do sistema, estimadores para obtenção da velocidade e da posição rotórica são propostos. Primeiramente um observador no domínio de tempo contínuo em coordenadas αβ é desenvolvido, contendo dois observadores: um de corrente por modos deslizantes, cuja função é determinar a força eletromotriz (EMF) e um observador de EMF, baseado no método direto de Lyapunov, com objetivo de determinar a velocidade rotórica. Posteriormente são descritos observadores por modos deslizantes no domínio de tempo discreto de velocidade e posição rotórica. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validar a análise teórica e demonstrar o desempenho das técnicas de controle e estimação propostas.Universidade Federal de Santa MariaBREngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaPinheiro, Humbertohttp://lattes.cnpq.br/5900576762082210Perin, Arnaldo Josehttp://lattes.cnpq.br/0599286166150301Bisogno, Fábio Eckehttp://lattes.cnpq.br/6267716868501584Koch, Gustavo Guilherme2017-05-262017-05-262015-08-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfKOCH, Gustavo Guilherme. Sensorless scalar control to wind energy conversion systems with permanent magnets synchronous generators. 2015. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2015.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8568porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-06-27T15:59:50Zoai:repositorio.ufsm.br:1/8568Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-06-27T15:59:50Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes Sensorless scalar control to wind energy conversion systems with permanent magnets synchronous generators |
title |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes |
spellingShingle |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes Koch, Gustavo Guilherme PMSG Observador por modos deslizantes MPPT Controle escalar direto de conjugado Sliding mode observer Direct scalar torque control CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
title_short |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes |
title_full |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes |
title_fullStr |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes |
title_full_unstemmed |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes |
title_sort |
Controle escalar sensorless para sistemas de conversão de energia eólica com gerador síncrono de ímãs permanentes |
author |
Koch, Gustavo Guilherme |
author_facet |
Koch, Gustavo Guilherme |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Pinheiro, Humberto http://lattes.cnpq.br/5900576762082210 Perin, Arnaldo Jose http://lattes.cnpq.br/0599286166150301 Bisogno, Fábio Ecke http://lattes.cnpq.br/6267716868501584 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Koch, Gustavo Guilherme |
dc.subject.por.fl_str_mv |
PMSG Observador por modos deslizantes MPPT Controle escalar direto de conjugado Sliding mode observer Direct scalar torque control CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
topic |
PMSG Observador por modos deslizantes MPPT Controle escalar direto de conjugado Sliding mode observer Direct scalar torque control CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
description |
This master thesis proposes a control method of scalar direct torque control and a technique of current control to maximize the aerodynamic efficiency of wind energy conversion systems (WECS) using permanent magnets synchronous generators (PMSG) with non-salient poles. The maximum power point tracking (MPPT) is possible to apply optimum torque to the generator by just controlling the static converter. Two topologies are addressed: The first one is a boost converter, widely used in WECS, where the MPPT method is implemented by the controlling the boost inductor current; and the second is a three phase AC boost converter where the scalar direct torque control is proposed. Aims to reduce the mechanic speed sensor a work with sensorless algorithms, is proposed. First an observer in the continuous time domain in coordinates αβ is developed containing two observers: a current sliding mode whose function is to determine the electromotive force (EMF) and EMF observer which aims to determine the rotor speed based on the direct method of Lyapunov. After, in the discrete time domain, sliding mode observers of speed and rotor position are described. Simulation and experimental results are presented to validate the theoretical analysis and demonstrate the good performance of the techniques to drive PMSG. |
publishDate |
2015 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2015-08-21 2017-05-26 2017-05-26 |
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.uri.fl_str_mv |
KOCH, Gustavo Guilherme. Sensorless scalar control to wind energy conversion systems with permanent magnets synchronous generators. 2015. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2015. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8568 |
identifier_str_mv |
KOCH, Gustavo Guilherme. Sensorless scalar control to wind energy conversion systems with permanent magnets synchronous generators. 2015. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2015. |
url |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8568 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria BR Engenharia Elétrica UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria BR Engenharia Elétrica UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Manancial - Repositório Digital da 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 |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
collection |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository.name.fl_str_mv |
Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
repository.mail.fl_str_mv |
atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com |
_version_ |
1805922106006831104 |