Sistema eólico doméstico com motor/gerador BLDC de baixo custo

Abstract

O objetivo pricipal desta dissertação é estudar a utilização de um motor BLDC de baixo custo como gerador para sistemas eólicos de pequena potência. A figura em baixo apresenta o diagrama de blocos simplificado do sistema a estudar/desenvolver. Turbinas -> Gerador -> Retificador -> Bateria Turbinas são equipamentos mecânicos que transformam energia de algum fluxo (água, vento, gás, etc.) que se move através delas, convertendo-as em energia cinética ou potencial. Um gerador é um equipamento capaz de transformar energia cinética em energia elétrica. Nesta dissertação são apresentados modelos destes componentes. O modelo desenvolvido do gerador foi calibrado após análise de um motor BLDC numa bancada de testes. As simulações foram desenvolvidas em ambiente PLECS/Matlab. Os resultados mostram que é possível usar o motor BLDC como gerador, constituindo, portanto, uma alternativa aos tradicionais PMSG. O modelo criado para o gerador, não sendo perfeito, permite simular realisticamente um sistema eólico de baixa potência completo, de modo que pode ser usado como uma ajuda no desenvolvimento destes sistemas. O seu uso foi testado na implementação de um sistema de otimização de transferência de potência baseado num conversor boost.

The main objective of this dissertation is to study the use of a low cost BLDC motor as a generator for low power wind power systems. The figure below shows the simplified block diagram of the system to be studied / developed.

Turbines -> Generator -> Rectifier -> Battery

Turbines are mechanical equipment that transform energy from some flow (water, wind, gas, etc.) that moves through them, converting it into kinetic or potential energy. A generator is an equipment capable of transforming kinetic energy into electrical energy. In this dissertation models of these components are presented. The developed model of the generator was calibrated after analysis of a BLDC motor on a test bench. The simulations were developed in PLECS/Matlab environment. The results show that it is possible to use the BLDC motor as a generator, thus constituting an alternative to the traditional PMSG. The model developed for the generator, not being perfect, realistically simulates a complete low-power wind system, so that it can be used as an aid in the development of these systems. Its use was tested in the implementation of a power transfer optimization system based on a boost converter.