Emulação de turbina hidráulica via motor CC pelo controle em alocação polinomial RST

SILVA FILHO, João Ferreira da

Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação

Emulação de turbina hidráulica via motor CC pelo controle em alocação polinomial RST

This work develops a digital control strategy of DC (Direct Current) engine for emulation of a hydraulic turbine Francis type. It is intended to fulfill a step in the process of building a Hydro Generating Unit (UGH) on a reduced scale, where it will be possible to study the process of energy genera...

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Autor principal:	SILVA FILHO, João Ferreira da
Grau:	Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Publicado em:	2018
Assuntos:	Turbinas hidráulicas Motores elétricos de corrente contínua Controladores digitais Energia hidrelétrica Simulação (Computadores) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MAQUINAS ELETRICAS E DISPOSITIVOS DE POTENCIA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICA
Acesso em linha:	http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/467

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spelling	oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-4672019-01-18T13:17:43Z Emulação de turbina hidráulica via motor CC pelo controle em alocação polinomial RST SILVA FILHO, João Ferreira da TEIXEIRA, Raphael Barros http://lattes.cnpq.br/4902824086591521 Turbinas hidráulicas Motores elétricos de corrente contínua Controladores digitais Energia hidrelétrica Simulação (Computadores) CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MAQUINAS ELETRICAS E DISPOSITIVOS DE POTENCIA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDRAULICA This work develops a digital control strategy of DC (Direct Current) engine for emulation of a hydraulic turbine Francis type. It is intended to fulfill a step in the process of building a Hydro Generating Unit (UGH) on a reduced scale, where it will be possible to study the process of energy generation. It presents an general description of hydro generating unit emphasizing the process of transformation of energy and highlighting the hydraulic turbine and the synchronous machine. So to understand the scope of the work, It was developed the mathematical modeling of the CC engine in PU (by unit), which makes physical considerations and it arrives at the model used for control strategy. It also models the hydraulic turbine, linear and nonlinear, obtaining a transfer function, in PU, which will be responsible for generating the reference signal of mechanical power which will be followed by CC engine performance after the digital controller. For the digital control, we use the polynomial allocation strategy in RST (Regulation, Sensitivy and Tracking) canonical structure. It develops the concept that defines this structure and it projects the controller to the modeled engine plant of CC engine. Finally, it consolidates the proposal by presenting a simulation in MATLAB 2010 - SIMULINK, which features the modeled hydraulic turbine, the RST digital controller and the CC engine in PU. It is proven in this simulation the feasibility of the hydraulic turbine emulation for a CC engine, through tests simulating the charging socket and the speed variation in a hydro generating unit. Desenvolve-se nesse trabalho uma estratégia de controle digital do motor CC (Corrente Contínua) para a emulação de uma turbina hidráulica do tipo Francis. Nisso, pretende-se cumprir uma etapa no processo de construção de uma Unidade Hidro Geradora (UGH) em escala reduzida, onde será possível o estudo no processo de geração de energia. Apresenta-se uma descrição geral de unidade hidro geradora dando ênfase no processo de transformação da energia e destacando a turbina hidráulica e a máquina síncrona. Então para atender o escopo do trabalho, desenvolve-se a modelagem matemática do motor CC em PU (por unidade), onde se faz considerações físicas e chega-se ao modelo utilizado para estratégia de controle. Também se modela a turbina hidráulica, linear e não linear, obtendo uma função de transferência, em PU, que será responsável por gerar o sinal de referência de potência mecânica que será seguido pelo motor CC após atuação do controlador digital. Para o controle digital, utiliza-se a estratégia de alocação polinomial na estrutura canônica RST (Regulação, Sensibilidade e Rastreamento). Desenvolve-se o conceito que define essa estrutura e projeta-se o controlador para a planta do motor modelada do motor CC. Finalmente, consolida-se a proposta apresentando uma simulação em MATLAB 2010 – SIMULINK, que apresenta a turbina hidráulica modelada, o controlador digital RST e o motor CC em pu. Nessa simulação fica comprovada a viabilidade da emulação da turbina hidráulica por um motor CC, através de testes simulando a tomada de carga e a variação de velocidade em uma unidade hidro geradora. Palavras-chaves: regulação de velocidade, controle digital, alocação polinomial, estrutura canônica RST, turbina hidráulica, motor CC. 2018-05-10T17:36:45Z 2018-05-10T17:36:45Z 2013-05-23 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação SILVA FILHO, João Ferreira da. Emulação de turbina hidráulica via motor CC pelo controle em alocação polinomial RST. Orientador: Raphael Barros Teixeira. 2013. 97 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2013. Disponível em: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/467. Acesso em:. http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/467 Acesso Aberto 1 CD-ROM
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