Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Thesis proposes sensorless vector control schemes that combine designed
observers in the discrete-time domain to estimate the rotor position and speed for a
permanent magnet synchronous generator of non-salient poles. Two control schemes are
proposed. The first scheme is based on a discrete sliding mode current observer in series
with an adaptive electromotive force observer. Then, the sliding conditions that assure
the sliding motion around the sliding surface are derived to ensure the stability of the
current observer as well as an innovative design procedure is proposed for it. Moreover,
the electromotive force observer is designed using Lyapunov s Discrete Direct Method,
which provides the estimated rotor position and speed. The second scheme extends
the developed methodology for the former, considering the parametric uncertainties and
eliminating the high frequency components of chattering. The second scheme uses a
discrete sliding mode current observer as in the first scheme. However, the electromotive
force observer is replaced by a phase-locked loop in series with a discrete sliding mode
robust differentiator, which follows the proposed methodology for the discrete sliding mode
current observer. Experimental results validate the theoretical analysis and demonstrate
the performance of the proposed control schemes considering a small scale wind energy
conversion system. In addition, proposed schemes are compared with others of the
literature. It should be noticed that the whole approach is carried out in discrete time
domain making it suitable for a microcontroller or digital signal processor implementation. / Esta Tese propõe esquemas de controle vetorial sem sensores mecânicos de posição
e de velocidade que combinam observadores projetados no domínio de tempo discreto
para estimar essas variáveis para um gerador síncrono a ímãs permanentes de polos
não salientes. Dois esquemas de controle são propostos. O primeiro esquema baseiase
em um observador de corrente por modos deslizantes discretos em série com um
observador adaptativo de força eletromotriz. Então, as condições de deslizamento que
asseguram os modos deslizantes em torno da superfície de deslizamento são estabelecidas
no domínio de tempo discreto para garantir a estabilidade do observador de corrente e
um inovador procedimento de projeto para ele é proposto. Em seguida, o observador
de força eletromotriz é projetado usando o método direto de Lyapunov discreto, que
fornece a posição e a velocidade rotóricas estimadas. O segundo esquema estende a
metodologia desenvolvida para o primeiro, considerando as incertezas paramétricas bem
como eliminando as componentes de alta frequência de chattering. O segundo esquema usa
um observador de corrente por modos deslizantes discretos como o primeiro. Entretanto,
o observador de força eletromotriz é substituído por um retentor de fase em série com
um diferenciador robusto por modos deslizantes discretos, que segue a metodologia
proposta para o observador de corrente. Resultados experimentais validam a análise
teórica desenvolvida e demonstram o desempenho dos esquemas de controle propostos
considerando um sistema de conversão de energia eólica de pequeno porte. Além disso, os
esquemas propostos são comparados com outros da literatura. Ressalta-se que a toda
abordagem é desenvolvida no domínio de tempo discreto tornando-a apta para uma
implementação em microcontroladores e em processadores digitais de sinais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3693 |
| Date | 29 July 2015 |
| Creators | Bernardes, Thiago Araújo |
| Contributors | Pinheiro, Humberto, Bisogno, Fábio Ecke, Costa, Jean Patric da, Seleme Júnior, Seleme Isaac |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 8aab6aac-f16b-4f23-8761-b8462475f027, 1305f743-59a2-4e14-afaf-ba8ff3edaad9, cfb26d29-216d-464a-9cb8-9dad44d194b8, 6e189345-d598-453f-b354-99cd56f72a2f, d5e8dcd1-601e-49ac-abdd-68ea0d0474f9 |
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