CONTROL SENSORLESS DE UN GENERADOR SINCRÓNICO DE IMANES PERMANENTES PARA APLICACIONES EN TURBINAS EÓLICAS

Abstract

En este trabajo se presenta el control sensorless de un generador sincrónico de imanes permanentes para aplicaciones eólicas. Este tipo de generador posee numerosas ventajas, tales como: alta eficiencia, alta densidad de potencia y bajo mantenimiento. Para complementar estas características se propone un accionamiento sensorless, por lo que problemas relacionados con interferencias electromagnéticas y fallas en el sensor de posición angular son evitadas. El esquema sensorless propuesto trabaja en base a una estimación del back-emf y detectándose fase mediante un lazo de seguimiento de fase o PLL (phase locked loop). Por otra parte, la estrategia para el control de la turbina eólica recibe el nombre de control indirecto de velocidad. La idea principal de este método es la regulación del torque del generador con el objetivo de realizar seguimiento del máximo punto de operación. Esta estrategia normalmente requiere el conocimiento de la velocidad del rotor para determinar el torque de referencia y la posición del rotor para el control de torque de la PMSG, lo que en este trabajo se logra en forma sensorless. Además en este trabajo se describe el banco experimental utilizado para la emulación y control del accionamiento eólico. El banco experimental está compuesto por una máquina de inducción jaula de ardilla y un generador de imanes permanentes. Un programa de control lee la velocidad del viento desde un perfil eólico simulado y entrega al inversor una referencia de velocidad que controlará la máquina de inducción. Esto con el fin de emular la inercia y el comportamiento de una turbina eólica. Luego, el generador de imanes permanentes será controlado de modo de seguir el máximo punto de operación sin sensor de posición angular o encoder. En este documento se presentan resultados de la emulación dinámica de la inercia de la turbina, desempeo del algoritmo sensorless utilizado y el seguimiento del máximo punto de operación en una turbina eólica. Cabe sealar que este proyecto cuenta con el apoyo del Proyecto Fondecyt N<U+25E6>1060436 y el Núcleo Milenio de Electrónica Industrial y Mecatrónica.