Diseño de una turbina de levitación magnética en el dominio físico

Abstract

This thesis presents the modelling and control of a wind turbine with magnetic levitation. Concepts of modelling and control using a graphic methodology are exposed. The bond graph methodology is addressed, which is explained by using two examples with two different physical domains, i.e. electrical and mechanical. Using the bond graph methodology a model of one and two masses is presented, corresponding to the two masses model it takes in account two inertias: the present in the mechanic stage and the one in the electric stage. For the two masses model the wind turbine vibrations analysis is considered which it takes place in the blades of the turbine. Moreover, a model of the magnetic levitation system acting on the rotor is included. The inverse bond graph model is used in order to obtain the control law, for each model as well as the magnetic levitation module.

En la presente tesis se presenta el modelado y control de una turbina eólica de levitación magnética. Se exponen conceptos del modelado y control utilizando un método gráfico. Se aborda la metodología de Bond Graph, la cual explica dicha metodología por medio de dos ejemplos en dos distintos dominios físicos, el eléctrico y el mecánico. Utilizando la metodología de bond graph se presenta un modelo de una y dos masas. En el correspondiente a dos masas se toma en cuenta dos inercias: la etapa mecánica y la correspondiente a la etapa eléctrica. Para el modelo de dos masas se considera el análisis de vibraciones del aerogenerador el cual se encuentra presente en la palas de la turbina. Por otra parte se incluye en este modelo un sistema de levitación magnética actuando sobre el rotor. Se presenta a detalle el control derivado de la inversión del bond graph, en la obtención de la ley de control para cada uno de los diferentes modelos, así como también para el modulo que permite la levitación magnética.