Control de turbinas hidráulicas generadoras de energía eléctrica
Prototipo para 10 KVA monofasico (podemos ampliar este controlador para mas potencia y/o trifasico)
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Un grupo generador recibe una cantidad de energía constante por unidad de tiempo (flujo de agua). La Energía que no es consumida deberá ser quemada para mantener la rotación del generador constante, en 50/60 Hz de la red eléctrica. Esta energía sobrante es desviada instantáneamente a resistencias donde es disipada. Implementaremos un circuito regulador con un micro-controlador. Para desviar la energía sobrante para la resistencia de carga usaremos transistores Mosfet actuados con PWM por un micro-controlado ATmega328P. La función de control utilizada es un PI digital(proporcional/integral) Un transformador de AC para AC alimenta el sistema con energía y provee la señal para medir el voltaje y ciclaje de la red. Un pequeño LCD de dos lineas indican voltaje, ciclaje y las variable del sistema Esto parece un desperdicio pero normalmente la turbina está lejos del punto de consumo de la energía generada. Podemos colocar controles inteligentes en las casas y disipar allí la energía sobrante calentando agua en un boiler, sin perjudicar el consumo normal de energía. Vean mi control de boiler (http://www.usti.com.br/prototipos/boiler/boiler.php) |
Imagem de una version con triac
Circuito detector del voltaje efectivo y ciclaje de la turbina
El voltaje del transformador pode ser variada siempre cuidando
para que el voltaje en la salida del circuito no traspase 4V de pico.
El zener protege o ATmega328P de picos de sobre-voltaje.
El Actuador para los transistores Mosfet
Aspectos especialmente relevantes en este diseño:1.- La detección del voltaje efectivo no debe ser perturbada por la corrientealterna de 976Hz y sus armónicas producidas por el PWM del micro-controlador y amplificado por el actuador. Para esto precisamos de un filtro pasa bajo. 2.- Para que el actuador comande bien el MOSFET en su máxima potencia tenemos que hacer esto con el voltaje cerca al máximo permitido (20 V). Otra solución deberá cuidar de que al ligar el circuito los MOSFET no entren en estado "on" en la partida. 3.- El puente retificador y los MOSFET apresentan una diferencia de potencial del orden de 0,9 volt entre ánodo y cátodo lo que significa una producción de calor considerable que tiene que ser absorbida por disipadores. 4.- Este control presenta la ventaja que es imune a desfasajes provocados por cargas inductivas que pueden perturbar considerablemente un control con tyristores. Arduino source code: 
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