Control de la máquina de CD y sincronización automática mediante micro controlados PIC18F4550 y fuente conmutada

Abstract

In this thesis the design and construction of a module for automatic synchronization to the grid of CFE of a synchronous machine 2 KW (220 V, 60 Hz) is presented using as prime mover machine Direct Current (DC) of the same capacity. Therefore the design and implementation of two control modules for CD machine, where the first involves controlling the starting of the machine by controlling the supply voltage of the armature winding and the second control regulation is involved speed to control the frequency of the synchronous generator by controlling the excitation of the field winding of the CD machine. The module is based on PIC18F4550 microcontroller control one features 2 switching power supplies to control machine speed CD mentioned. It has decided to control via switched sources since it is desired to make more efficient the classic manual controls control module must be able to boot the machine from CD reducing the peak current that characterizes the DC motors in the state transient. The DC motor is coupled to the rotor of a synchronous machine which will be subsequently used as a generator to be coupled to the Power Grid automatically. To make the automatic synchronization of the generator to the Power Grid, it designed the module should monitor the supply voltage in the field winding of the generator, thus generating the voltage is controlled. To this we must add a third source switched to the control system.

En este trabajo de tesis se presenta el diseño y construcción de un módulo para la sincronización automática a la red eléctrica de CFE de una máquina síncrona de 2 KW (220 V, 60 Hz), empleando como primomotor una máquina de Corriente Directa (CD) de la misma capacidad. Por lo tanto se involucró el diseño e implementación de dos módulos de control para la máquina de CD, donde el primero involucra el control del arranque de la máquina mediante el control del voltaje de alimentación del devanado de armadura y el segundo un control de regulación de la velocidad para controlar la frecuencia del generador síncrono, mediante el control de la excitación del devanado de campo de la máquina de CD. El módulo tiene como base de control un microcontrolador PIC18F4550 y cuenta con 2 fuentes conmutadas para hacer el control de velocidad de la máquina de CD mencionada. Se ha decidido hacer el control mediante fuentes conmutadas puesto que se desea hacer un control más eficiente a los controles manuales clásicos, el módulo debe ser capaz de arrancar la máquina de CD disminuyendo la corriente de pico que caracteriza a los motores de CD en el estado transitorio. El motor de CD estará acoplado al rotor de una máquina Síncrona la cual será utilizada como generador para posteriormente ser acoplada a la Red Eléctrica de manera automática. Para hacer la sincronización automática del generador con la Red Eléctrica, el módulo diseñado deberá controlar el voltaje de alimentación en el devanado de campo del generador, de esta manera se controlara el voltaje de generación. Para esto habrá que agregar una tercera fuente conmutada al sistema de control.