Modelagem e simulação de controle de gerador de relutância duplamente alimentado sem escovas para aplicação em energia eólica

Abstract

Esta dissertação apresenta a modelagem, os métodos de controle e as análises do gerador de relutância duplamente alimentado sem escovas (BDFRG ? Brushless Doubly-Fed Reluctance Generator) para a aplicação em energia eólica. Realiza-se a modelagem nos eixos de referência ?dq? da máquina. São apresentadas duas modelagens da máquina. Os respectivos modelos e controles foram implementados em ambiente de simulação Matlab/Simulink®. Em um dos modelos, impõe-se como entradas correntes e o outro modelo tensões. O segundo modelo também foi escolhido para implementar um sistema integrado com a rede elétrica e para estudos de técnicas de controle via simulação numérica. São apresentadas duas técnicas de controle escalar para o conversor lado da máquina. Uma delas prioriza o máximo torque por ampère do inversor (MTPIA) e outra a máxima extração de potência da turbina eólica (MPPT). Para o controle do conversor lado da rede foi implementado via simulação um controle vetorial orientado à tensão da rede. Mostra-se que o BDFRG apresenta uma solução potencialmente interessante para geração de energia eólica.

Abstract: This dissertation presents the modeling, control methods and analysis of Brushless Doubly-Fed Reluctance Generator (BDFRG) for wind power applications. The machine modeling is performed in the 'dq' reference frame. Two models of the machine are developed. The respective models and controls were implemented in Matlab/Simulink® environment. In the first model, currents are imposed as the input and in the second model, voltages are imposed as the input. The second model was also chosen for the implementation and integration of the machine with the electrical grid and to study its control techniques by numerical simulation. Two scalar control techniques of the converter at the machine side are presented. One focuses the maximum torque per inverter ampere (MTPIA) and the other the maximum power point tracking (MPPT) from the wind turbine. For the grid side converter control, a vector control oriented to the grid voltage was simulated. It is shown that the BDFRG presents a potential interesting solution for wind energy generation.