Bancada experimental para ensaios em geradores elétricos utilizados em aerogeradores de pequeno porte

Este trabalho apresenta uma bancada para testes em geradores elétricos, utilizados em aerogeradores de pequeno porte. O sistema é composto basicamente por um motor de indução trifásico, que simula um rotor eólico, acoplado mecanicamente ao gerador elétrico submetido ao ensaio; um inversor de frequência, usado para variação da velocidade do motor; transdutores de grandezas elétricas, que efetuam a medição dos parâmetros de interesse (tensões e correntes instantâneas) na saída do gerador; um sensor de velocidade angular, para medição da rotação que é fornecida ao eixo do motor; um microcomputador, para monitoração e armazenamento dos parâmetros medidos, e controle do inversor de frequência, por meio de um programa computacional desenvolvido; e uma placa de aquisição de dados, que serve como interface entre os transdutores/sensores e o microcomputador. A velocidade angular fornecida ao gerador em ensaio pode ser variada conforme valores fornecidos de velocidades de vento, as quais são associadas a valores correspondentes de rotação, a fim de simular o comportamento de um rotor eólico. Dessa forma, é possível traçar a curva de potência (potência versus velocidade de vento) do gerador ensaiado e analisar seu desempenho. Apresenta-se também neste trabalho os resultados de medições realizadas na bancada, referentes aos ensaios de um gerador comercial de pequena potência (1 kW) e de outro desenvolvido em projeto de pesquisa, ambos do tipo de imã permanente com fluxo axial.

ABSTRACT: This dissertation presents a test setup for electrical generators used in small wind turbines. The system is basically composed by an induction motor, which simulates a wind rotor, mechanically coupled to the electrical generator under test; a frequency inverter, used to change the motor speed; transducers of electrical parameters, for the measurement of the parameters of interest (instantaneous voltage and current) at the generator output; an angular velocity sensor for measuring the rotation of the motor shaft; a microcomputer, for monitoring and storing the measured parameters, and control the frequency inverter, through a software developed; a data acquisition board, which serves as the interface between the transducers/sensor and the microcomputer. The angular speed supplied to the generator can be varied according to the given wind speeds values, which are associated with corresponding values of rotation, in order to simulate the behavior of a wind rotor. Thus, it is possible to trace the power curve (power versus wind speed) of the tested generator and analyze its performance. Also presented in this work are the results of measurements made, using the developed setup of a small commercial generator (1 kW) and other developed in a research project, both axial flux permanent magnet machines.