Desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico baseado no modelo dinâmico do gerador síncrono de imã permanente

• Autor(a) principal: Wollz, Danilo Henrique
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3559
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Energia eólica; Emuladores (Programas de computador); Turbinas; Wind power; Emulators (Computer programs); Turbines; Engenharia Elétrica

Este trabalho apresenta o estudo e desenvolvimento de um emulador eólico eletrônico (EmEE), o qual é implementado empregando os modelos matemáticos de uma turbina eólica (TE), de um gerador síncrono de ímã permanente (GSIP) e do acoplamento mecânico (AM) entre a TE e o GSIP. A interação dos referidos modelos, considerando uma determinada velocidade do vento, é capaz de gerar as referências das tensões a serem sintetizadas por um inversor trifásico, emulando, desta forma, um aerogerador. O EmEE proposto apresenta como vantagens, em relação a aquisição de um aerogerador comercial, o baixo custo e a versatilidade de emulação de diferentes modelos de aerogeradores comerciais. Como a energia necessária para o funcionamento do emulador eólico é oriundo da rede elétrica, um retificador controlado trifásico é usado no estágio de entrada do emulador para controlar a tensão do barramento CC do inversor, bem como drenar correntes senoidais da rede de forma a obter um alto fator de potência. Além da modelagem matemática da planta de tensão do barramento CC, são apresentadas neste trabalho os modelos matemáticos do inversor trifásico e do retificador trifásico controlado, todos obtidos no referencial síncrono (dq). Consequentemente, todos os controladores dos conversores de potência também são implementados no referido referencial síncrono dq. De posse dos modelos obtidos dos conversores de potência e da planta de tensão do barramento CC, são realizados os projetos que permitem a obtenção dos ganhos dos controladores das malhas de tensão e corrente dos conversores. No intuito de validar o estudo realizado, assim como avaliar os desempenhos estáticos e dinâmicos do EmEE, resultados de simulações e experimentais são apresentados considerando o sistema submetido a diferentes condições de operação.