Construcción de una macrocentral hidroeléctrica con control por carga fantasma

Abstract

En el desarrollo de este proyecto se construye una micro-central hidroeléctrica, la cual será impulsada a partir de un caudal aportado por dos motobombas y un sistema de tuberías. Emplea una turbina tipo “Pelton” acoplada por medio de poleas a un generador monofásico. El sistema de control que se implementó emplea un microcontrolador, el cual le ofrece a este tipo de solución una enorme flexibilidad al tiempo que reduce enormemente el tamaño del circuito electrónico. El sistema de control consta de dos partes fundamentales: control de frecuencia y control de amplitud de la señal de tensión de salida del generador. El control de la frecuencia de salida será por el método de modulación por ancho de pulso (PWM). Su funcionamiento se basa en la conmutación de una carga (fantasma o lastre) que mantiene constante el consumo de potencia generada por la micro-central de forma que el par motor de la turbina se cancele con el producido por la carga conectada a los bornes del generador. De esta forma la velocidad del generador se mantiene constante e igualmente la frecuencia de salida. Por otra parte el control de la amplitud de la tensión de salida del generador es controlado a través de un circuito rectificador controlado de potencia de media onda, el cual suministrará la tensión necesaria en los bornes de excitación del generador para que se mantenga constante la magnitud de la amplitud de la tensión de salida del generador.

In the development of this project is building a micro-hydroelectric plant, which will be driven from a stream provided by two pumps and a piping system. It uses a turbine type "Pelton" through pulleys attached to a single-phase generator. The control system was implemented using a microcontroller, which offers solution to such a great flexibility while greatly reducing the size of electronic circuit. The control system consists of two main parts: control of frequency and amplitude control signal generator output voltage. The control of the output frequency will be by the method of pulse width modulation (PWM). Its operation is based on the commutation of a load (ghost or ballast) that maintains constant power consumption generated by the micro-center so that the turbine torque is canceled with that produced by the load connected to the terminals of generator. Thus the generator speed is constant and also the output frequency. Furthermore, the control of the amplitude of the output voltage of the generator is controlled through a controlled rectifier circuit half-wave power, which will supply the necessary voltage at the terminals of the generator excitation to maintain constant the size amplitude of the output voltage of the generator.