modele de presentation PP

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GENERACIÓN EÓLICA BASADA EN MÁQUINA BRUSHLESS
DOBLEMENTE ALIMENTADA POR ESTATOR GEMIDES
REFERENCIA DPI2001-3931 INVESTIGADOR
PRINCIPAL Estanislao OYARBIDE USABIAGAORGANISMO
MONDRAGÓN UNIBERTSITATEACENTRO MONDRAGÓN GOI
ESKOLA POLITEKNIKOA

• Estanis Oyarbide, Miguel Rodríguez, Ander
  Etxeberria

2
Fuente Variable de Energía
Generación eólica ?velocidad
Generación hidráulica ?altura
3
Evolución de los generadores a velocidad variable
I
Asíncrono de Jaula de Ardilla
Reducción Costes
Reducción Potencia Convertidor
Eliminación de reductora
Máquinas Síncronas Multipolares
Asíncrono de Rotor Bobinado
4
Evolución de los generadores a velocidad variable
II
1ª Generación
Asíncrono de Jaula de Ardilla
Reducción Coste de los Equipos
2ª Generación Tecnología Actual
Asíncrono de Rotor Bobinado
Menor Mantenimiento Mayor Robustez
3ª Generación Tecnología Futura
Doble Alimentación de Estator
5
Marco del proyecto
6
Objetivos del proyecto I
Máquina
Control
7
Objetivos del proyecto II
Informe intermedio
Informe final
Actividades/Tareas Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Primer año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Segundo año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año Tercer año
1. Búsqueda bibliográfica
2. Establecimiento de condiciones de operación
3. Modelado de la BDFM
4. Diseño y construcción de un prototipo de 12KVA
5. Validación y ajuste en simulación numérica de los modelos obtenidos
6. Validación experimental de los modelos obtenidos
8. Desarrollo del control vectorial de la máquina
10. Optimización de BDFM
12. Optimización y diseño del hardware y software de control
13. Extrapolación a sistemas de generación de más de 100KVA
14.Establecimiento de condiciones de seguridad
8
Objetivos del proyecto III
OBJETIVO PLANTEADO ALCANZADO
1. Modelado analítico de la Máquina Bushless Doblemente Alimentada SÍ
2. Diseño y construcción de un prototipo de 12KVA SÍ
3. Validación y ajuste en simulación numérica de los modelos obtenidos SÍ
4. Validación experimental de los modelos finales SÍ
5. Desarrollo del control vectorial de la máquina SÍ
6. Optimización de la máquina asíncrona bushless doblemente alimentada parcialmente
7. Optimización y diseño del hardware y software de control parcialmente
8. Extrapolación a sistemas de gran potencia NO
9. Estudio de los problemas de seguridad NO
9
Resultados Principales I
SIMULACIÓN FLUX2D DEL PROTOTIPO
líneas de campo magnético
?t 2 ms
10
Resultados Principales II
2) Las previsiones teóricas del modelo han
sido validadas experimentalmente
Ic
Desviación debida a pérdidas en el hierro no
modeladas
Icexo
Ipexp
Vc
Vcexp
11
Resultados Principales III
3) Modelo dinámico genérico potente
herramienta en la síntesis del control 4) Diseño
e implementación de control vectorial innovador
resultados excelentes
12
Resultados Principales III
13
Resultados Principales IV
5) Ensayos en plataforma de 25Kw/2200rpm
Laboratorio de E.P. de Mondragón Unibertsitatea
14
Resultados Principales V Publicaciones
New Vector Control Algorithm for Brushless
Doubly-Fed Machines 2002 IEEE IECON conference
(Sevilla) Estudio de las características
estáticas de funcionamineto de la Brushless
Doubly-Fed Machine 2002 SAAEI conference,
(Spain). Brushless Doubly-Fed Machine
Model 2002 ICEM conference, (Belgium). Complex
Vector Model of the Brushless Doubly-Fed Machine
2002 SPEEDAM conference, (Italy) Effects of
Wind Variations on the Power Quality for
Different Controls of a Variable-Speed Wind
Turbine 2002 Global Windpower Conference,
(Paris) Comparison of Different Control
Strategies to Study Power Quality in a
Variable-Speed Wind Turbine, 1st World Wind
Energy Conference, Berlin, 2002. Modelado,
Identificación y Control de un Generador Eólico
de Velocidad Variable. 2002 SAAEI conference,
(Spain). Experimental evaluation of high level
control strategies in a variable speed wind
turbine 2003 EPE (aceptado), Francia
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Además
2 tesis doctorales en marcha (control) 1
propuesta de tesis doctoral (prototipo)
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Problemas encontrados y soluciones

• Modelado terminología y metodología
• Prototipo coste
• sistema ferromagnético de máquina estándar
• monitorizar la corriente rotor
• anillos rozantes
• bobinas equivalentes en amperios-vuelta
• Control funciones no lineales complejas de
  desacoplo
• - modelo dinámico referido a un único sistema de
  referencia
• Implementación práctica posición inicial de las
  referencias
• - algoritmo de detención de ángulo

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Continuidad de la investigación

• Vías de investigación
• Optimización máquina
• - económicamente competitiva
• Control avanzado (2 tesis)
• DTC
• DPC
• DSC (gran potencia)
• control por ciclos límite (gran potencia)
• Vías de financiación
• CICYT
• PROFIT

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Aplicaciones, Transferencia de resultados

• Ventajas tecnológicas y económicas
• ventajas jaula de ardilla rotor bobinado
• Sectores potencialmente interesados
• sector sistemas generación eólica e hidráulica
• constructores de grandes máquinas eléctricas
• (Ecotecnia, Indar, TEAM están al día de las
  investigaciones)
• Transferencia
• viabilidad funcional demostrada
• ventajas económicas a demostrar

19

• Fin de la presentación
• (gracias por la atención)
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