Emulador de Turbina de Viento Mediante el Control de Velocidad de un Motor de CD

Abstract

En el presente trabajo se diseña e implementa en tiempo real un controlador de velocidad del motor de corriente directa con excitación separada para emular la operación de una turbina eólica. Se define el modelo de la ecuación mecánica de la turbina eólica y del generador eléctrico, además del modelo del motor de corriente directa. Se aplica la técnica de linealización por retroalimentación de estados en combinación con la ley de control super-twisting de modos deslizantes de segundo orden en el diseño del controlador de velocidad en lazo cerrado, el cual sigue la velocidad de salida de un sistema eólico virtual que tiene como entrada un oscilador de viento, y con esto se logra emular la operación de la turbina. Se valida el emulador en tiempo real diseñando un observador asintótico del par de carga del motor de CD, utilizando un grupo motor CD-dinamómetro y el kit DS1103 de dSPACE. Se valida el buen desempeño del emulador de turbina eólica en tiempo real con resultados gráficos del seguimiento de velocidad, de los márgenes de voltaje y corriente en el devanado de armadura, y de la estimación del par de carga con un observador asintótico.