Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologla, Departamento de Engenharia Mecanica, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-05-02T16:26:32Z
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2017_EduardoAkiraPinheiroUema.pdf: 6973768 bytes, checksum: c0f8cc95028518ae48a200126030a57d (MD5) / Este trabalho apresenta a modelagem matemática de um sistema de transmissão
eletromecânica típico de uma turbina eólica incorporando modelos de flutuações
determinísticas de cisalhamento do vento (wind shear) e de sombreamento da torre (tower
shadow) e de perfis estocásticos de velocidade do vento, utilizando as densidades espectrais
de potência de Davenport e Kaimal. Num primeiro instante, apresenta-se a formulação
matemática do modelo do sistema de transmissão utilizado que inclui rotor, caixa
multiplicadora e gerador síncrono de ímãs permanentes. Posteriormente, apresenta-se a
formulação de dois efeitos determinísticos, um de cisalhamento do vento e outro de
sombreamento da torre. Acrescentam-se ainda os perfis estocásticos de velocidade do vento
usando as densidades espectrais de potência supracitadas. É apresentada também uma análise
paramétrica do modelo variando a velocidade do vento à altura do cubo e o raio do rotor da
turbina. O fenômeno de oscilações 3p é observado em quase todos os parâmetros de saída do
modelo. A presença da torre gera um perfil dente de serra nesses parâmetros que, quando
combinado com a flutuação devido ao cisalhamento do vento, é suavizado. A corrente e
tensão elétrica no sistema trifásico não apresentaram diferenças significativas. A introdução
de perfis estocásticos de velocidade do vento apresentou variações no coeficiente de potência
e na tensão elétrica no sistema trifásico gerada pelo modelo. / This work presents the mathematical modelling of an electromechanical transmission system
most commonly found in wind turbines, incorporating models of deterministic fluctuations
caused by the effects of wind shear and tower shadow, as well as stochastic effects useng
Davenport’s and Kaimal’s power spectral densities. Initially, the mathematical formulation of
the power train is presented, including the rotor, drivetrain and permanent magnet
synchronous generator (PMSG). Additionally, the effects of both wind shear and tower
shadow as well as the aforementioned power spectral densities are included afterwards. A
parametric analysis is also presented, varying the wind speed at hub height and the radius of
the rotor. The phenomenon characterised by the 3p oscillations is observed in almost all
output parameters of the model. The presence of the tower generates a sawtooth wave in these
parameters, which is smoothed when combined with the wind shear effect. The current and
voltage in the three-phase system have not shown any significant change when considering
the deterministic fluctuations alone. The introduction of stochastic wind velocities has caused
variations in the power coefficient and the three-phase voltage of the transmission system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/23427 |
| Date | 24 February 2017 |
| Creators | Uema, Eduardo Akira Pinheiro |
| Contributors | Fabro, Adriano Todorovic |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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