Disseny i assaig d’un controlador de tensió per un grup electrogen híbrid

Abstract

En aquest projecte es dissenya es munta i s’assaja al laboratori un equip que pretén controlar la velocitat d’una cadena energètica amb una configuració Ward Leonard, encarregada de propulsar una embarcació de 6,5 m d’eslora, anomenada LADY. Una cadena Ward Leonard està composta per un motor tèrmic a l’eix del qual hi ha acoblada una dinamo i un generador síncron, el primer alimenta un motor de corrent continu que pretén ser el que faci girar l’hèlix, i el segon és l’encarregat d’alimentar les excitacions de les dues màquines de corrent continu. En l’actualitat la configuració Ward Leonard està en desús, però es recupera per la Lady per explorar com intervenen les masses giratòries durant els períodes de forta demanda de potència, sobretot davant fortes accelerades. Per poder dur a terme aquest projecte primer es fa un estudi de les lleis que regeixen el control de velocitat d’una màquina de contínua i tot seguit es descriu com s’aconsegueix aquest control amb una configuració Ward Leonard i es descriuen tots els elements que hi intervenen. Seguidament es detallen els requisits que ha de complir el control de velocitat per l’embarcació a la que va destinada, els més significatius són que ha de permetre que aquesta pugui navegar de forma estable, i que se li puguin aplicar fortes accelerades a diferents règims de velocitat. Amb la informació anterior es dissenya i es munta l’equip elèctric/electrònic que anirà alimentat pel generador síncron i del qual s’obtindrà dues sortides de corrent continu, una de fixe i una altre de variable. Pel de corrent variable s’utilitzen dues maneres d’aconseguir-lo una mitjançant un autotransformador + un rectificador controlat, i una mitjançant un pont de tiristors preparat perquè pugui ser controlat tant digitalment com analògicament. El perquè d’aquest rectificador controlat és ,per en futur projectes, poder dotar a l’embarcació d’una regulació automàtica en llaç tancat. Amb l’equip ja muntat s’assaja el conjunt per caracteritzar-lo, conèixer la relació entre entrada i sortida real, i comprovar que funciona de manera estable dintre tot el rang de velocitats. Arribats aquí, es disposa a aplicar al motor propulsor, que integra el Ward Leonard, de forts graons de tensió, s’enregistren amb un oscil·loscopi els transitoris del corrent principal de les màquines de continua, la tensió de la dinamo, i el corrent del generador síncron. Amb aquesta informació es pretén veure com intervenen tots els equips en l’aportació de potència durant les arrancades, durant les quals el motor tèrmic no té temps per intervenir-hi, fruit de l’elevat temps de resposta que aquest té en relació amb el que demana l’acceleració.