7/24/2019 Controlador de Modo Deslizante Cascada Para El Generador de Induccin Auto

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Controlador de modo deslizante cascada para el generador de induccin auto-

excitado

L. Louze*, A.L. Nemmour, A. Khezzar, M.E. acil and M. !oucherma

Electrotcnica Laboratorio Constantino, LEC '

Universidad de Mentouri Hermanos Cosnstantine, Argelia

"esumen# Este trabajo presenta una estructura

de control simple basado en el modo de

deslizamiento algoritmo para un generador de

induccin aislado cargado !"#$% La m&uina

o(rece una activa de alimentacin a una dc)

carga a travs de un convertidor conectado a un

solo condensador en el lado de corriente

continua% *esde el modelo de convertidor A +

condensador es no lineal, la tcnica de modo

deslizante constitue una poderosa -erramientapara garantizar la regulacin de la tensin del

bus *C% Las simulaciones por ordenador son

proporcionado para veri(icar la validez del

algoritmo de control propuesto%

$ntroduccin

El uso de generadores de induccin est&

volviendo m&s m&s popular para renovable

(uentes de energ.a, especialmente para los

sistemas elctricos elicos, tanto en cone/in a

la red se destacan de modo autnomo% Es bien

sabido ue el generador de induccin puede(uncionar en auto)e/citado el modo utilizando

solamente la potencia mec&nica de entrada

desde el primer motor rotativo un (uente de

potencia reactiva% La potencia reactiva puede ser

suministrada por una variedad de mtodos, de

condensadores simples a los sistemas de

conversin de energ.a compleja%

*ebido a sus muc-as ventajas, el generador deinduccin auto e/citado -a surgido de entre losgeneradores conocidos como un candidatoadecuado para ser accionado por el viento

turbina% Algunas de sus ventajas son peue0otama0o peso, la construccin robusta, laausencia de (uente separada para la e/citacin la reduccin de costes de mantenimiento%

Cuando el generador de induccin est&conectada a una red de potencia in(inita, el

an&lisis se convierte en simple, a ue la tensin la (recuencia se determinan por la red deconduccin%1in embargo, una m&uina de induccinautnomo es capaz de generar energ.a elctricaslo si auto de e/citacin se produce 23)45,

puede ser sostenida% El principal inconvenientede tales generadores sin embargo, es su

in-erentemente pobre regulacin de voltaje, se-ace necesario tener un esuema de regulacinde voltaje adecuado

6ara superar una mala regulacin de voltaje de

la 1E"#, una serie de esuemas de -aber sido

propuesto% El esuema basado en condensadores

conmutados, este esuema se encuentra limitada

aplicacin, a ue regula la tensin del terminal

en pasos discretos 27, 85%

Un esuema del reactor saturable de regulacinde tensin implica tama0o potencialmentegrande de peso debido a la necesidad de un

gran inductor de saturacin 29, :5%

En el corto de derivacin la con(iguracin de

derivacin largo, el condensador en serie

utilizado -ace ue el problema de resonancia

mientras ue el suministro de alimentacin a

una carga inductiva 2;,

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*nde,

Con, s=Ls

R s r=

Lr

Rr

> el modelo del convertidor 6?M es@

!$

!4$

*nde, s r denotan estator el rotor

cantidades los sub.ndices d se utilizan paraindicar eje directo en cuadratura,

respectivamente% B, " representan voltajes

instant&neos, las corrientes (lujos

respectivamente, Bdc es el voltaje de *C% Ds ,

Dr D son los del estator , el rotor resistencias

de carga , respectivamente , C es la condensador

en el lado de CC% Ls , Lr M son estator , rotor

magnetizar inductancias respectivamente% 1d

cuadrados son la trans(ormacin del 6arte de

las (unciones de conmutacin 1a, 1b 1c

6?M para la tcnica su estado se de(ine por

la (uncin de las siguientes condiciones@

Cuando el generador de induccin se -ace

(uncionar bajo las condiciones de control del

vector, el estimador de (lujo del rotor se puede

e/presar como@ ! rd=r rq=0 $

!7$

> la velocidad de sincronismo de trama vienedada por@

!8$

Las variables a controlar son los r (lujo del

rotor la tensin Bdc *C en el lado de CC

. Control de deslizamiento de modo

cascada

.+ Concepto general

El sistema de estructura variable susreg.menes deslizantes asociados se caracterizanpor una naturaleza discontinua de la accin de

control con el ue una din&mica del deseadosistema se obtiene por la eleccin de super(iciesdeslizantes apropiadas% Las acciones de controlproporcionan la conmutacin entre lossubsistemas ue dan una deseadascomportamiento del sistema en bucle cerrado

23=5, 23 a 395%

La (orma general de la super(icie deslizante ue

garantiza la convergencia del estado / a su

re(erencia / se da como sigue@

!9$

*onde r es el grado de la super(icie dedeslizamiento F es una constante estrictamentepositivo%Es la primera condicin de convergencia ue

permite sistema din&mico a converger lassuper(icies deslizantes% Es una cuestin de(ormulacin de una (uncin positiva B escalar!/$G = para el sistema establece las variablesue se de(inen por la siguiente (uncin de

Lapunov@

!:$

6ara -acer ue la (uncin de Lapunovdisminue, es necesario asegurarse de ue suderivada es negativa% Esto se comprueba si@

!;$

A-ora, para de(inir el algoritmo de control para

el generador de induccin, ue contiene dos

trminos, primero para la linealizacin e/acta,

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el segundo discontinuo para el sistema de la

estabilidad

Uc Ue I Un

!

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!3

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Jig% @ Delacin entre la velocidad del rotor la

vinculacin (lujo del rotor%

El control propuesto se -a simulado para una

m&uina de induccin con el siguientespar&metros !3,8 N?, cos =%;, 7 polos, = B

! rms $$, cuas por (ase constantes del circuito

euivalente son@

Ls Lr =%:7 H , M =%8; H , Ds 7%;8O

and Dr 4%;=8O

La regulacin de voltaje *C se obtieneutilizando el controlador algoritmo propuesto en

A pesar de la presencia de perturbaciones talescomo paso cambio de la carga resistiva lavelocidad mec&nica !cuando el 1E"# est&

impulsado por una turbina de viento porejemplo$%La (igura 4, muestra una operacin sin carga

(lu.a en marc-a por un cambio de paso delresistiva carga !8= O$ introdujo en t =,9 scuando la tensin del bus *C se establece en9== B% Una r&pida se obtiene respuesta laperturbacin introducida es rec-azadainmediatamente por el sistema de control%

ambin puso de mani(iesto en la (igura 7, lavariacin en el eje d, corrientes del estator deeje par electromagntico en el marco dere(erencia de rotacin%

La (igura 8 muestra la corriente del estator laacumulacin de tensin generada en elterminales del generador de induccin%

Jig% 4@ tensin continua el rotor variacin de

(lujo con la variacin de la velocidad la carga

Jig% 7@ *in&mica del 1E"# durante el inicio la

variacin de carga en =%9 s

Jig% 8@ corriente la tensin en los terminales

#enerado del generador de induccin con

variacin de carga en =%9 s

. C&NCL)$&N

1e propone un sistema de conversin develocidad variable utilizando un 1E"# con un

inversor 6?M%Control estable e independiente del (lujo delrotor 1E"# estimado el *C) bus tensin

mediante la aplicacin de la no lineal de controlde modo deslizante se demuestra%A pesar de tomar en la cuenta todos los e(ectospar&metros del sistema, el modo deslizantecontrol proporciona buenas prestacionesdin&micas del sistema de conversin mundial

1E"#%

"E/E"ENC$A

235 A%P% Al Qabri A%"% Alola-, RDeuisito decapacitancia para Aislada Auto)e/icted

"nduccin#enerador ', "EE 6roceedings, Bol% 34:, 6t% E, ST 4, pp 387 )% 38

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1stems, Bol% 6A1)3=7, S T :, pp 3;8 )% 3;43,

3

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