Defesa de Dissertação de Mestrado – Helmut Araújo – 03/07/2017
| Defesa de Dissertação de Mestrado | ||
| Aluno | Helmut Araújo | |
| Orientador
Coorientador |
Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – DAS/UFSC
Prof. Ivo Barbi, Dr. – PPGEAS/UFSC |
|
| Data | 03/07/2017 (segunda-feira) 14h00
Sala PPGEAS II (piso inferior) |
|
| Banca | Prof. Alexandre Trofino Neto, Dr. – Presidente – DAS/UFSC;
Prof. Daniel Ferreira Coutinh0, Dr. – DAS/UFSC; Prof. Marcelo de Lellis Costa de Oliveira, Dr. – PGEEC/UNIOESTE; Prof. Hector Bessa Silveira, Dr. – DAS/UFSC; Prof. Tiago Jackson May Dezuo, Dr. – DEE/UDESCE. |
|
| Título | Controle da Máquina Elétrica de um Aerogerador com Aerofólio Cabeado na Configuração Pumping-Kite | |
| Resumo: Nos últimos anos a tecnologia para exploração da energia dos ventos em altitudes elevadas – Airborne Wind Energy (AWE) – vêm se desenvolvendo de rapidamente. Várias empresas e grupos de pesquisa em todo o mundo já estão testando os protótipos para validar as diferentes configurações e conceitos de AWE, sendo que todos dependem do controle de máquinas elétricas. A otimização da potência produzida e também o voo robusto da pipa independente das variações no vento podem ser obtidos com o controle adequado das máquinas. As máquinas utilizadas em AWE devem ser capazes de operar tanto como motor, nas fases de decolagem, pouso e recolhimento, como gerador na fase de tração. Esse requisito adicional traz maior complexidade aos dispositivos de eletrônica de potência utilizados.
O controle de máquinas de corrente alternada é comumente utilizado na indústria, principalmente devido ao avanço de ferramentas como o conhecido Controle Vetorial, também nomeado de controle por orientação de campo (FOC). Nesse método, as correntes de fluxo magnético e torque eletromagnético são controladas separadamente em malhas internas, enquanto que a velocidade da máquina é controlada na malha externa e é responsável por produzir as referências para as malhas de corrente. Embora o controle de velocidade seja adequado para diversas aplicações, sua utilização em AWE pode ser problemática especialmente quando os ventos forem turbulentos. Manter a velocidade da máquina constante nesse cenário pode levar a flutuações indesejadas na força de tração do cabo e no ângulo de ataque do aerofólio, e eventualmente pode levar a pipa a condição de estol. Para melhorar a confiabilidade do voo, é proposto nesse trabalho uma estratégia para controlar a força de tração no cabo de um sistema AWE na configuração pumping-kite através da adição de uma malha externa ao FOC. Essa malha compara o valor de tração medido com uma referência ótima e, baseado no erro de comparação, produz uma referência de velocidade para o FOC. As simulações são parametrizadas para representar o protótipo da unidade de solo, a qual possui uma única máquina a ímãs permanentes de 12 kW e é projetada para suportar trações de até 800 kgf. Os resultados demonstram a eficiência do controlador proposto, não somente pelo seguimento de referências de tração, como também prevenindo que a pipa entre em estol. |
||
