Design and Implementation of a Low Power Wind Turbine Emulator Through the Induction Motor- Permanent Magnet Generator Arrangement



Título del documento: Design and Implementation of a Low Power Wind Turbine Emulator Through the Induction Motor- Permanent Magnet Generator Arrangement
Revista: Facultad de Ingeniería - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000441670
ISSN: 0121-1129
Autores: 1
1
1
Instituciones: 1Universidad Distrital "Francisco José de Caldas", Bogotá. Colombia
Año:
Periodo: Ene-Mar
Volumen: 29
Número: 54
País: Colombia
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español En este artículo se presenta la etapa de diseño y construcción de un emulador de una turbina eólica de baja potencia, el cual se utiliza a nivel de laboratorio, con el fin de reproducir diferentes perfiles de viento. Existen varios tipos de emuladores eólicos entre los que se destacan los de túnel de viento, estos utilizan un motor con hélice en su eje para obtener la velocidad del viento deseada. Sin embargo, en el presente trabajo se desarrolla un control de velocidad, desde un computador, para un motor de inducción trifásico, impulsando así, un generador de imanes permanentes. El conjunto de equipos motor-generador es controlado a través de un programa desarrollado en el software Labview. Además, tiene la particularidad de operar de manera automática, pudiendo cargar diferentes datos de velocidad, los cuales se encuentran asociados a una potencia en particular teniendo en cuenta el perfil de viento seleccionado, así como operar a través de un control manual de la velocidad del viento, pero en función de la frecuencia. La operación del emulador se valida de forma experimental a través de dos escenarios, el primero emulando la curva presentada por la turbina Eolos y posterior comparación de los resultados obtenidos, y la segunda cargando el perfil de viento de Uribía-Guajira, en Colombia, consiguiendo que el perfil de viento emulado logre verse fiel al perfil de viento cargado
Resumen en inglés This paper presents the design and construction stage of a low power wind turbine emulator, used at the laboratory level, to reproduce different wind profiles. There are several types of wind emulators, among which the wind tunnel emulators stand out. These emulators use a motor with a propeller on their axis to obtain the desired wind speed. However, in the present work -and done from a computer- speed control is developed for a three-phase induction motor, thus driving a permanent magnet generator. The motor-generator group is controlled through a program developed in the Labview software. Also, it has the particularity of operating automatically, being able to load different speed data. Such data is associated with a particular power that takes into account the selected wind profile and can operate through manual control of the wind speed. However, this depends on the frequency given. The emulator operation is validated experimentally through two scenarios: the first one emulates the curve presented by the Eolos turbine and subsequently compares the results obtained, whereas the second one loads the wind profile of Uribía-Guajira -a region in Colombia- achieving that the emulated wind profile can be accurately seen in the loaded wind profile
Resumen en portugués Neste artigo apresenta-se a etapa de desenho e construção de um emulador de uma turbina eólica de baixa potência, o qual utiliza-se a nível de laboratório, com o fim de reproduzir diferentes perfis de vento. Existem vários tipos de emuladores eólicos, entre os quais se destacam os de túnel de vento, estes utilizam um motor com hélice em seu eixo para obter a velocidade do vento desejada. Porém, no presente trabalho desenvolve-se um controle de velocidade desde um computador para um motor de indução trifásico, impulsando assim, um gerador de ímãs permanentes. O conjunto de equipamentos motor-gerador é controlado através de um programa desenvolvido no software Labview. Ademais, tem a particularidade de operar de maneira automática, podendo carregar diferentes dados de velocidade, os quais encontram-se associados a uma potência em particular, tendo em conta o perfil de vento selecionado; também, pode operar através de um controle manual da velocidade do vento, mas em função da frequência. A operação do emulador valida-se de forma experimental através de dois cenários: o primeiro emulando a curva apresentada pela turbina Eolos e com a posterior comparação dos resultados obtidos, e a segunda carregando o perfil de vento de Uribía-Guajira, na Colômbia, conseguindo que o perfil de vento emulado permita ver-se fiel ao perfil de vento carregado. Finalmente, apresentam-se as conclusões
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería eléctrica,
Ingeniería mecánica,
Mecatrónica,
Emulador eólico,
Generador de imanes permanentes,
Motor de inducción trifásico,
Turbinas de viento
Keyword: Electrical engineering,
Mechanical engineering,
Mechatronics,
Permanent magnet generator,
Three-phase induction motor,
Wind emulator,
Wind turbines
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