Diseño de un banco de pruebas para el estudio de generadores eólicos.

Sánchez Flores, Juan Antonio (2015) Diseño de un banco de pruebas para el estudio de generadores eólicos. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

El objetivo de esta tesis es el diseño, construcción y prueba de un banco de trabajo, a nivel laboratorio, para la validación de aerogeneradores aplicados a vehículos aéreos. Las aplicación más conocida de los aerogeneradores en la industria aeronáutica son los generadores por impacto de aire, o RAT por sus siglas en inglés (ram air turbine). Estos aerogeneradores son desplegados desde el fuselaje buscando suministrar energía eléctrica como último recurso cuando existen fallas en aeronaves comerciales. Esencialmente se busca mantener energizadas las superficies de control para realizar maniobras básicas de viraje y descenso para realizar un planeo controlado y llevar la aeronave con el mejor descenso posible. La función de estos aerogeneradores depende de factores como la velocidad viento, la corriente eléctrica demandada y la hélice utilizada, entre otros. Como resultado de la combinación de dichos factores, se busca lograr que el voltaje entregado por el aerogenerador sea constante y con baja variación, independientemente de las condiciones de velocidad viento y carga eléctrica aplicada (condiciones de operación), con la finalidad de evitar daños en los sistemas eléctricos y electrónicos en la aeronave. Para lograr el objetivo anterior, es necesario hacer uso de circuitos electrónicos de potencia, un generador eléctrico y una hélice, capaces de funcionar como un sistema sinérgico que pruebe su correcto funcionamiento mediante experimentación en túnel de viento. Dentro del trabajo realizado para implementar el banco de trabajo ha sido necesario: a) Estudiar el comportamiento, características y modelo matemático de circuitos pulsadores de potencia, analizando métodos de actuación tales como la modulación por ancho de pulso. b) Realizar el diseño teórico de estrategias de control automático para circuitos pulsadores de potencia. c) Realizar el diseño y construcción mecánica del sistema aerogenerador. d) Implementar algoritmos de identificación de sistemas en Matlab©. e) Implementar los algoritmos de control utilizando LabVIEW y plataforma MyDAQ de National Instruments®. f) Implementar experimentalmente, tanto estáticamente en laboratorio, como dinámicamente en túnel de viento del sistema completo. g) Realizar comparaciones de desempeño del aerogenerador bajo todas las condiciones de operación alcanzadas.

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