Contribuição ao estudo de técnicas de acionamento e controle aplicadas ao gerador de relutância variável
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/13448 |
Resumo: | This master thesis presents the study of a generation system based on switched reluctance generators. This machine presents as characteristics simple structure, mechanical robustness, wide range of speed, low cost, high starting torque and fault tolerance capability. These features make this kind of machine a viable candidate for several systems demanding variable speed. Considering applications such as isolated wind power generation, aircraft and automobiles, the output voltage control is essential since, besides the speed, the power demand tends to oscillate sharply. In this context, voltage control techniques and the need for distinct drive systems considering different rotor speeds are analyzed, of which hysteresis current regulator (below base speed) and single pulse technique (above base speed) are highlighted. For both cases, PI controllers are designed based on first order estimated models. Considering the hysteresis regulator, a sliding mode controller is designed based on state space modelling. A simulation model considering magnetic saturation is obtained from experimental data, and an experimental platform is built for drive and control of the switched reluctance machine. In this sense, the techniques performance are evaluated through simulation and experimental results. |
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Contribuição ao estudo de técnicas de acionamento e controle aplicadas ao gerador de relutância variávelContribution to the study of drives and control techniques applied to the switched reluctance generatorGerador de relutância variávelControle de tensãoEstimação do modeloControle por modos deslizantesSwitched reluctance generatorOutput voltage controlModel estimationSliding mode controlCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master thesis presents the study of a generation system based on switched reluctance generators. This machine presents as characteristics simple structure, mechanical robustness, wide range of speed, low cost, high starting torque and fault tolerance capability. These features make this kind of machine a viable candidate for several systems demanding variable speed. Considering applications such as isolated wind power generation, aircraft and automobiles, the output voltage control is essential since, besides the speed, the power demand tends to oscillate sharply. In this context, voltage control techniques and the need for distinct drive systems considering different rotor speeds are analyzed, of which hysteresis current regulator (below base speed) and single pulse technique (above base speed) are highlighted. For both cases, PI controllers are designed based on first order estimated models. Considering the hysteresis regulator, a sliding mode controller is designed based on state space modelling. A simulation model considering magnetic saturation is obtained from experimental data, and an experimental platform is built for drive and control of the switched reluctance machine. In this sense, the techniques performance are evaluated through simulation and experimental results.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESEsta dissertação apresenta o estudo de um sistema de geração de energia elétrica baseado no uso de geradores de relutância variável. É possível citar como características deste gerador a estrutura simples, ampla faixa de velocidades de operação, robustez mecânica, baixo custo e elevado conjugado de partida, o que o torna este tipo de máquina forte candidata para diversos sistemas operando com velocidade variável. Considerando aplicações industriais, automotivas, aeroespaciais e sistemas eólicos isolados, faz-se necessário regular a tensão gerada frente à variações de velocidade e de carga. Neste sentido, técnicas de controle da tensão de barramento e formas de acionamento para diferentes faixas de velocidade rotórica são analisadas, de onde destacam-se o acionamento via regulador histerese (para velocidades abaixo da velocidade base) e a pulso único (para velocidades acima da velocidade base). Para ambos os casos, controladores PI são projetados a partir da estimação de um modelo de primeira ordem. Considerando o acionamento via histerese, um controlador por modos deslizantes é projetado a partir da modelagem em espaço de estados. A análise de estabilidade deste controlador é realizada. Um modelo de simulação que considera a saturação magnética a partir de dados experimentais de magnetização é construído, bem como uma bancada experimental para o acionamento e controle da máquina de relutância variável. Desta maneira, o desempenho das técnicas é avaliado através de resultados de simulação e de resultados experimentais.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaGründling, Hilton Abíliohttp://lattes.cnpq.br/6128096609162437Vieira, Rodrigo Padilhahttp://lattes.cnpq.br/7274686165301866Andrade, Darizon Alves dehttp://lattes.cnpq.br/0010205194816384Massing, Jorge Rodrigohttp://lattes.cnpq.br/9321791993006911Osorio, Caio Ruviaro Dantas2018-06-18T19:10:08Z2018-06-18T19:10:08Z2017-03-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/13448porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2018-06-18T19:10:08Zoai:repositorio.ufsm.br:1/13448Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2018-06-18T19:10:08Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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