Emulador de perfil de viento con motor DC mediante DSP

Abstract

A la hora de realizar investigaciones con referencia al uso o efecto de los generadores eólicos en ciertas aplicaciones se presenta una gran problemática, y es que dicha fuente es muy impredecible en su funcionamiento, lo cual limita los avances y los estudios a solo ciertos momentos de efectividad. Dicha situación afecta de forma drástica los tiempos de cumplimiento de los proyectos, y al mismo tiempo muestra una dependencia indeseable a la hora de estudiar esta fuente. Todo lo anterior refleja la necesidad práctica de un emulador de una fuente de viento que brinde la posibilidad de interactuar con los sistemas eólicos en un entorno diferente, en el que su carácter impredecible disminuya en comparación a una instalación de campo. De esta manera, el siguiente proyecto busca obtener una independencia con respecto al método convencional de estudio de las fuentes de generación eólicas, para que así, se pueda trabajar en los diferentes proyectos referentes al tema teniendo siempre a la mano las condiciones necesarias gracias al uso del emulador y la curva de viento requerida en cada proceso. Para propósitos de este proyecto, se usará un motor DC para simular el perfil de viento controlando su velocidad angular a partir de mediciones de voltaje y de corriente y controlando la salida del motor en función de un convertidor DC-DC, el cual envía, a través de un procesador digital de señales o DSP, una señal de tipo PWM para controlar el motor en variaciones de ciclo de trabajo. El control fue basado en un doble lazo de retroalimentación Maestro-Esclavo donde el primer lazo controla la velocidad y el segundo el par o torque, lo anterior permitiendo un control más rápido y preciso del motor ante los cambios en el set point deseado.

At the time of conducting research with reference to the use or effect of wind generators in certain applications, a problematic is presented, and it is that this source is very unpredictable in its operation.This situation refers to the time of studying this source. All of the above reflects the need for an emulator of a wind source that provides the possibility of interacting with wind systems in a different environment, in which their unpredictability decreases compared to a field installation. In this way, the following project seeks to obtain an independence regarding the conventional method of studying the sources of wind generation, so that it is possible to work on the different projects and always have availabel the necessary conditions for the use of an wind emulator. For the purposes of this project, a DC motor is used to simulate the wind profile by controlling its angular velocity from measurements of voltage and current, and controlling the output of the motor as a function of a DC-DC converter, which sends, through a digital signal processor or DSP, a PWM signal to control the engine by variating the duty cycle. The control was based on a double Master-Slave feedback loop where the first loop controls the speed and the second torque point, the latter to faster and more precise control of the engine.