Emulador de turbina eólica a través de un motor de CD con controlador de velocidad sin sensores mecánicos

Abstract

Los sistemas eólicos se caracterizan por operar a velocidad variable, lo que representa un reto tecnológico diseñar sus sistemas de control. El diseño e implementación de los sistemas de control aplicados a un sistema eólico, en donde se maximiza la captura de la energía del viento cumpliendo con los estándares de interconexión con la red eléctrica, puede realizarse dentro de un laboratorio a escala emulando la operación del sistema eólico mediante un grupo de máquinas: motor de corriente directa – generador de inducción doblemente alimentado. En el presente proyecto se propone el diseño de un sistema de control de velocidad sin sensores mecánicos aplicado al motor de corriente directa para emular la operación de la turbina eólica y con esto se pueda centrar el diseño del sistema de control del sistema eólico en el generador de inducción y en su conexión con la red eléctrica, y se evite la infraestructura para habilitar una turbina eólica a escala dentro del laboratorio. La síntesis del controlador se realiza aplicando la técnica de linealización por retroalimentación de estados combinada con el algoritmo super-twisting para configurar un sistema en lazo cerrado que sea robusto ante la presencia de perturbaciones externas al sistema. Además, se diseña un observador robusto para estimar la velocidad del rotor basado en la medición de la corriente de armadura. En la parte final se muestran resultados de las pruebas experimentales para validar la operación del emulador de la turbina de viento utilizando el equipo LabVolt.