0 REFERENCIA : DPI2001-3931 INVESTIGADOR PRINCIPAL: Estanislao OYARBIDE USABIAGA ORGANISMO: MONDRAGÓN UNIBERTSITATEA CENTRO: MONDRAGÓN GOI ESKOLA POLITEKNIKOA.

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1 0 REFERENCIA : DPI2001-3931 INVESTIGADOR PRINCIPAL: Estanislao OYARBIDE USABIAGA ORGANISMO: MONDRAGÓN UNIBERTSITATEA CENTRO: MONDRAGÓN GOI ESKOLA POLITEKNIKOA Estanis Oyarbide, Miguel Rodríguez, Ander Etxeberria GENERACIÓN EÓLICA BASADA EN MÁQUINA BRUSHLESS DOBLEMENTE ALIMENTADA POR ESTATOR GEMIDES

2 1 Fuente Variable de Energía Generación hidráulica  altura Generación eólica  velocidad

3 2 Evolución de los generadores a velocidad variable I Asíncrono de Jaula de Ardilla Asíncrono de Rotor Bobinado Reducción Costes Eliminación de reductora Máquinas Síncronas Multipolares Reducción Potencia Convertidor

4 3 Evolución de los generadores a velocidad variable II Asíncrono de Jaula de Ardilla Reducción Coste de los Equipos Asíncrono de Rotor Bobinado Doble Alimentación de Estator Menor Mantenimiento Mayor Robustez 1ª Generación 2ª Generación: Tecnología Actual 3ª Generación: Tecnología Futura

5 4 Marco del proyecto

6 5 Máquina Control Objetivos del proyecto I

7 6 Objetivos del proyecto II Actividades/TareasPrimer añoSegundo añoTercer año 1. Búsqueda bibliográfica 2. Establecimiento de condiciones de operación 3. Modelado de la BDFM 4. Diseño y construcción de un prototipo de 12KVA 5. Validación y ajuste en simulación numérica de los modelos obtenidos 6. Validación experimental de los modelos obtenidos 8. Desarrollo del control vectorial de la máquina 10. Optimización de BDFM 12. Optimización y diseño del hardware y software de control 13. Extrapolación a sistemas de generación de más de 100KVA 14.Establecimiento de condiciones de seguridad Informe intermedio Informe final

8 7 Objetivos del proyecto III OBJETIVO PLANTEADOALCANZADO 1. Modelado analítico de la Máquina Bushless Doblemente Alimentada SÍ 2. Diseño y construcción de un prototipo de 12KVASÍ 3. Validación y ajuste en simulación numérica de los modelos obtenidos SÍ 4. Validación experimental de los modelos finalesSÍ 5. Desarrollo del control vectorial de la máquinaSÍ 6. Optimización de la máquina asíncrona bushless doblemente alimentada parcialmente 7. Optimización y diseño del hardware y software de controlparcialmente 8. Extrapolación a sistemas de gran potenciaNO 9. Estudio de los problemas de seguridadNO

9 8 SIMULACIÓN FLUX2D DEL PROTOTIPO  t = 2 ms Resultados Principales I líneas de campo magnético

10 9 Resultados Principales II 2) Las previsiones teóricas del modelo han sido validadas experimentalmente I pexp I cexo IcIc V cexp VcVc Desviación debida a pérdidas en el hierro no modeladas

11 10 Resultados Principales III 3) Modelo dinámico genérico: potente herramienta en la síntesis del control 4) Diseño e implementación de control vectorial innovador: resultados excelentes

12 11 Resultados Principales III

13 12 Resultados Principales IV 5) Ensayos en plataforma de 25Kw/2200rpm Laboratorio de E.P. de Mondragón Unibertsitatea

14 13 Resultados Principales V: Publicaciones “New Vector Control Algorithm for Brushless Doubly-Fed Machines” 2002 IEEE IECON conference (Sevilla) “Estudio de las características estáticas de funcionamineto de la Brushless Doubly-Fed Machine” 2002 SAAEI conference, (Spain). “Brushless Doubly-Fed Machine Model” 2002 ICEM conference, (Belgium). “Complex Vector Model of the Brushless Doubly-Fed Machine” 2002 SPEEDAM conference, (Italy) “Effects of Wind Variations on the Power Quality for Different Controls of a Variable-Speed Wind Turbine” 2002 Global Windpower Conference, (Paris) “Comparison of Different Control Strategies to Study Power Quality in a Variable-Speed Wind Turbine”, 1st World Wind Energy Conference, Berlin, 2002. “Modelado, Identificación y Control de un Generador Eólico de Velocidad Variable”. 2002 SAAEI conference, (Spain). “Experimental evaluation of high level control strategies in a variable speed wind turbine” 2003 EPE (aceptado), Francia

15 14Además… 2 tesis doctorales en marcha (control) 1 propuesta de tesis doctoral (prototipo)

16 15 Problemas encontrados y soluciones Modelado: terminología y metodología Prototipo: coste - -sistema ferromagnético de máquina estándar monitorizar la corriente rotor - - anillos rozantes - - bobinas equivalentes en amperios-vuelta Control: funciones no lineales complejas de desacoplo - modelo dinámico referido a un único sistema de referencia Implementación práctica: posición inicial de las referencias - algoritmo de detención de ángulo

17 16 Continuidad de la investigación Vías de investigación Optimización máquina: - económicamente competitiva Control avanzado: (2 tesis) - - DTC - - DPC - - DSC (gran potencia) - - control por ciclos límite (gran potencia) Vías de financiación CICYT PROFIT otros…

18 17 Aplicaciones, Transferencia de resultados Ventajas tecnológicas y económicas ventajas jaula de ardilla + rotor bobinado Sectores potencialmente interesados sector sistemas generación eólica e hidráulica constructores de grandes máquinas eléctricas (Ecotecnia, Indar, TEAM están al día de las investigaciones) Transferencia viabilidad funcional: demostrada ventajas económicas: a demostrar colaboración en el diseño y construcción de un prototipo optimizado PROFIT o similar

19 18 Fin de la presentación Fin de la presentación (gracias por la atención) ????????