Study and implementation of an emulator prototype of a wind turbine

The present work aims to analyze a wind turbine emulator in a laboratory scale. The purpose of this system was to reproduce on a small scale the disturbances suffered in the generation of wind energy and to analyze in a detailed way these phenomena. In order to the system recognizes the main parameters derived from the wind force caused by the wind turbine, a properly controlled DC (direct current) motor was used, emulating what actually occurs in the wind energy generation system. The properly controlled wind disturbances were noticed at the speed of rotation of the DC motor axis. The generation of electric energy was made by using a three-phase synchronous machine, in the configuration of a generator, which provided the power variations delivered by the motor in the form of alternating voltages and currents. In order to control these voltages and currents provided by the synchronous machine, a three-phase rectifier was built with the objective of transforming the alternating electric quantities to continuous. Allocated the rectifier in series with the synchronous machine was built a DC-DC Boost converter in order to control the power generated by the system. The Boost converter was properly controlled and a Maximum Power Point Tracking (MPPT) technique was implemented. The MPPT technique that best met the characteristics of the system was the technique of P&O (Perturb and Observe) classic. With the extraction of maximum power made in the system, this energy was delivered to a DC busbar that could be used in several applications.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)O presente trabalho tem como objetivo a análise e implementação de um emulador de turbina eólica em pequena escala. O sistema é composto por um conjunto motor-gerador, que tem a função de emular o sistema eólico, um retificador e um conversor Boost, estes responsáveis pela extração de energia do grupo motor-gerador. Para emulação da turbina eólica utilizou-se um motor CC (corrente contínua) acoplada a um gerador síncrono trifásico. Um Chopper CC-CC foi utilizado para controlar a rotação do motor CC, possibilitando acionar o gerador síncrono de acordo com diferentes perfis de vento, emulando uma turbina eólica. O retificador trifásico tem a função de retificar as tensões de saída do gerador síncrono e o conversor Boost (conectado em cascata com o retificador) é responsável por controlar a potência extraída do grupo motor-gerador. A técnica MPPT (Maximum Power Point Tracking) utilizada para extração de potência que melhor atendeu as características do sistema foi a P&O (Perturbe e Observe) clássico. Com a extração da máxima potência do conjunto foi possível alimentar um barramento CC que poderá ser utilizado em diversas aplicações