Multirate-sampling adaptive controller for an induction generator driven by a wind turbine

• Víctor Manuel Sotelo-Neyra ^[1] ; Fabricio Humberto Paredes-Larroca ^[1]
  1. [1] Universidad de Lima

     Universidad de Lima

     Perú

     
• Localización: Ingeniería, investigación y tecnología, ISSN 1405-7743, ISSN-e 2594-0732, Vol. 19, Nº. 1, 2018
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Controlador por multi-tasa de muestreo adaptivo para un generador de inducción accionado por una turbina de viento
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• Resumen
  • español

    Este trabajo habla del desarrollo de una tecnología para el manejo de un generador de inducción movido por la fuerza del viento. Su meta es el modelado, el diseño y el análisis de un controlador electrónico utilizando un algoritmo multi-tasa de muestreo adaptivo, con una estructura formada por varias estrategias de control, cada una con un tiempo de muestreo diferente y teniendo un peso o influencia en la solución final del problema de control. En las turbinas de baja potencia, las mejores condiciones para extraer la energía del viento se dan cuando se busca obtener una de tasa óptima entre la velocidad de la punta del álabe y la velocidad del viento, tasa llamada lambda λ, dando como resultado un valor de consigna óptima de torque para el generador. La adaptabilidad se obtiene gracias a los pesos que dan importancia y prioridad a la función de transferencia de la estrategia de control. En presencia de cambios dramáticos en la velocidad del viento, las estrategias que tienen mayor frecuencia cobran mayor valor, y ante vientos suaves las estrategias de menor frecuencia aumentan en valor. Las frecuencias se pueden seleccionar para evitar daños a los sistemas mecánicos como los álabes de la turbina. Se utiliza en cascada un controlador de campo orientado, el cual regula el campo magnético y el torque del generador.

  • English

    This paper deals with the development of a technology for a wind driven induction generator system. Its goal is the modeling, design and analysis of an electronic controller using a multi-rate sampling adaptive algorithm, with a structure made of several control strategies, each one with different sample times and having a different weight or influence in the final solution in the control problem. In low power wind turbines, the best power conditions for harvesting the energy is to search for an optimal rate of the tip blade speed and the wind speed called lamda λ, giving an optimal torque as a set point. The adaptability comes from the weights that are giving importance or higher priority to the control strategy transfer function. In the presence of sudden changes and winds changing rapidly, high frequency strategies take more importance and greater values, with calm winds the low frequencies take command with greater weights. The frequencies can bet set to avoid damage to the mechanical systems as the turbine blades. A field-oriented torque controller in cascade is used, regulating the magnetic field and the torque.