Orientador: Prof. Dr. José Luis Azcue Puma / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / Este trabalho apresenta o controle direto de potencia do gerador de relutancia variavel de 12/8 utilizando o controlador fuzzy PI auto-ajustavel e o controle vetorial do inversor conectado à rede eletrica. Inicialmente são estudados os principios de operação da maquina e a topologia do conversor eletronico de potencia que sera utilizado para aciona-lo. Usando o software de simulaçãoMatlab/Simulink é implementado o modelo da maquina de relutancia variavel utilizando as curvas caracteristicas, de corrente e torque, que foram extraídas utilizando dados experimentais. Utilizando o modelo da maquina é projetado o controlador de velocidade para sua operação no modo motor. Tambem sera projetado o controlador de potência PI utilizando o modelo estimado do sistema de conversão de energia eólica. A partir dos ganhos do controlador PI é projetado o controlador fuzzy PI autoajustavel com o objetivo de melhorar a resposta em regime permanente da potencia controlada. A potencia gerada pelo gerador de relutancia variavel é injetada à rede eletrica, atraves do controle independente das potencias ativa e reativa, para este proposito é utilizado um conversor trifasico de dois níveis. Na parte experimental deste trabalho foi implementado o controle de corrente por histerese para maquina operando no modo motor, posteriormente foi implementado o controle de corrente e controle da tens~ao no barramento CC para a máquina operando no modo gerador. Os resultados de simulação e experimentais se mostraram coerentes validando os controladores propostos. / This work presents the direct power control of the switched reluctance generator of 12/8 using the self-tuning fuzzy PI controller and the vector control for inverter connected to the grid. Initially, the machine's operating principles and the topology of the power electronics converter used to drive this machine are studied. The model of switched reluctance machine is implemented in Matlab/Simulink simulation software using the characteristic curves of current and torque extracted using experimental data. Using the machine's model, It is designed the speed controller for its operation in motor mode. Also, the PI controller is designed for the power control loop based on the estimation of the wind energy conversion system. Using the gains of the PI controller, It is designed the self-tuning fuzzy PI controller, in order to improve the steady state response of the power control loop. The power generated by the switched reluctance generator is injected into the power grid through the independent control of active and reactive power, for this purpose is used a three-phase two level converter. In the experimental part of this work was implemented the hysteresis current control for machine operating in motor mode, also, It was implemented the current and DC bus voltage control for the machine operating in generator mode. The simulation and experimental results were proved consistent and these results validate the proposed controllers.

Orientador: Prof. Dr. Alfeu Joãozinho Sguarezi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Neste trabalho é estudado o gerador de relutância variável 12/8 aplicado em sistemas de geração eólica. Para a conexão do gerador com a rede elétrica será empregado o conversor em ponte assimétrico que compartilha o barramento de corrente contínua com um inversor. O conversor assimétrico tem a função de controlar a tensão no elo de corrente contínua e emprega controladores PIs para este fim. Já, o inversor conectado à rede elétrica controla as potências injetadas na rede por meio da técnica de controle orientado por tensão empregando controladores PIs. Analisou-se também as condições da máquina em termos de indução magnética através de simulações computacionais, pelo Método dos Elementos Finitos, com intuito de verificar e estimar os níveis de indução garantindo que a operação do controle atue de fato em condição de não saturação da máquina. Resultados das simulações de operação do gerador conectado à rede elétrica trifásica e dos níveis de indução magnética são apresentados para validar a proposta. / This academic work examines the switched reluctance generator 12/8 applied in wind power generation systems. A asymmetric bridge converter shares the DC link with an inverter that allows generator connection to the power grid. The asymmetric half bridge converter has the function of controlling the voltage of the DC link and uses PI controllers for this purpose. Already, the inverter connected to the grid controls the power injected into the grid across voltage oriented controle by employing PIs voltage controllers. It was also analyzed the machine conditions in terms of magnetic induction through computational simulations, by the Finite Element Method, in order to verify and estimate the induction levels, ensuring that the operation of the control actually acts in the condition of non-saturation of the machine. Results of the operation simulations of the generator connected to the three-phase electric grid and the magnetic induction levels are presented to validate the proposal

Although the design principles of the Switched Reluctance Machines (SRMs) are available in different fragments in numerous bibliography positions, there no exists the complex design procedure of whole drive system taking into account the SR Machine, control system and supply device as well. The hybrid design method for SRM drives with application of new analytical calculation methods, finite element method and simulation models is proposed in this thesis. The calculation/design system is characterised by important effectivity and reliability. The new possibilities in analytical determination of saturation effects and core losses under various modes of control, including sensorless method, are also taken into account. The correctness of the proposed design algorithms are verified by laboratory tests made on three motor prototypes manufactured in industry for concrete application. This dissertation provides the elements indispensable for more accurate and complex analysis and design of drives with switch reluctance motors. The elements of electrical motor and control system design as well as the considerations on the choice of supply device and controller subsystems are jointed in the thesis for final receiving of the design tool for considered industrial drive system.

Orientador: Prof. Dr. José Luis Azcue Puma / Coorientador: Prof. Dr. José Alberto Torrico Altuna / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Santo André, 2018. / Este trabalho apresenta o controle de potência do gerador de relutância variável de 12/8 utilizando o controlador Fuzzy PI auto-ajustável e o controlador P+ressonante para o conversor conectado à rede elétrica. Inicialmente são estudados os princípios de operação da máquina e a topologia do conversor eletrônico de potência. Usando o software de simulação Matlab/Simulink é implementado o modelo da máquina de relutância variável utilizando as curvas características de corrente e de torque. Com o objetivo de controlar a potência gerada pela máquina e utilizando seu modelo matemático dinâmico projeta-se o controlador PI, e implementa-se o controlador Fuzzy PI auto-ajustável para atingir o mesmo objetivo. Assim, projeta-se também um controlador PI para o controle da tensão CC além de um controlador P+ressonante com o objetivo de melhorar a resposta em regime permanente da potência injetada na rede elétrica. Para este propósito é utilizado um conversor monofásico de dois níveis. Os resultados das simulações mostram o bom desempenho do sistema proposto e o controlador de potência é validado também através de resultados experimentais. / This work presents the power control of the 12/8 variable reluctance generator using Fuzzy self-tuning PI controller and the P+resonant controller for the converter connected to the electric network. Initially are studied the principles of operation of the machine and power electronic converter topology. Using the Matlab/Simulink simulation software is implemented the model of switched reluctance machine using the current and its torque characteristic curves. With the purpose of controlling the power generated by the machine and using his dynamic mathematical model is designed the PI controller, and the Fuzzy self-tuning PI controller is implemented to achieve the same objective. So, also is designed a PI controller for control of the link DC, in addition to the P+resonant controller with the objective of improving the response to its steady state of the injected power into the electric network. For this purpose it is used a single-phase two-level converter. The results of the simulations show the good performance of the proposed system and the power controller is validated by experimental results.

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