Diseño de un Convertidor CD-CD y su Control para un Sistema de Generación Eólico Conectado a una Carga Aislada

En este artículo se presenta un método para diseñar un convertidor cd-cd y su control, el cual está asociado a un sistema de generación eólico que alimenta una carga aislada. Para diseñar el convertidor se deduce un equivalente Thevenin que representa el comportamiento de la turbina, el generador sincrónico de imanes permanentes y el rectificador. El diseño de los elementos del convertidor garantiza rizados de los voltajes de entrada y salida, y de la corriente del inductor que no superan el 5 %. El control del voltaje de salida se realiza con un controlador proporcional-integral-derivativo y como criterios de ajuste se seleccionan un amortiguamiento de 0,707 y una frecuencia de corte de 1/5 la frecuencia de conmutación del convertidor. El controlador diseñado regula el voltaje de salida frente a perturbaciones de la carga y cambios en la velocidad del viento.

Abstract

A method to design a Buck converter and its control, which are associated to a wind generation system that is feeding an isolated load, is presented in this paper. To design the converter a Thevenin equivalent is deduced, which represents the behavior of the wind turbine, the permanent magnet synchronous generator, and the rectifier. The design of the converter elements guarantees input/output voltages and inductor current ripples of 5 % or less. The output voltage control is developed with a proportional-integral-derivative controller and as design criteria a damping of 0,707 and cutoff frequency of 1/5 converter commutation frequency are selected. The designed controller regulates the output voltage faced load perturbations and wind speed variations.