Sistema de geração monofásico-trifásico utilizando gerador de indução duplamente alimentado

Autor: Rocha, Filipe Vieira
Přispěvatelé: Rocha, Nady
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
Popis: The use of renewable energy sources has been increasing a lot in recent years, in particular, wind energy has been gaining great space in Brazil. Wind systems operate at variable speed due to the intermittent wind speed characteristic, so the use of the Doubly Fed Induction Generator (DFIG) has been consolidated in the market, due to the fact that it works with variable speed and allows active and reactive power control supplied by the stator in a decoupled manner. Brazil, because it has a large territorial extension, often presents only single-phase grid in the most isolated areas. For wind power generation in these regions there are few solutions for connecting DFIG to the grid. Even the solutions present in the literature are limited to operate with variable speed or to guarantee balanced three-phase voltages and with constant frequency in the terminals of the generator. This work proposes a new topology of the conversion system that serves as interface of the DFIG for single-phase electric grid. The proposed system uses bidirectional six-leg AC-DC-AC converters that transform single-phase mains voltage into balanced three-phase voltages at the generator stator terminals and ensure variable speed work. n addition, a sensorless technique of the speed has been developed. The models of the DFIG and the inverters used are presented, as well as the strategies of control and modulation pulse width (PWM). It is carried out comparative losses studies with the topologies found in the literature, analysis in steady state of the converters, proposal of solution for failure case in one of the rotor legs and simulation and experimental results in order to validate the proposed system Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A utilização de fontes renováveis de energia vem aumentando muito nos últimos anos, em especial, a energia eólica vem ganhando grande espaço no Brasil. Os sistemas eólicos operam a velocidade variável, devido a característica intermitente da velocidade dos ventos, assim o uso do Gerador de Indução Duplamente Alimentado (DFIG) tem se consolidado no mercado, pois esse tipo de gerador permite trabalhar com velocidade variável controlando a potência ativa e reativa fornecidas pelo estator de modo desacoplado. O Brasil por possuir grande extensão territorial muitas vezes apresenta somente redes monofásicas nas áreas mais isoladas. Para geração de energia eólica nessas regiões existem poucas soluções para conexão do DFIG com a rede. Mesmo as soluções presentes na literatura se limitam a operar com velocidade variável ou garantir tensões trifásicas balanceadas e com frequência constante nos terminais do gerador. Este trabalho propõe uma nova topologia de sistema de conversão que serve de interface do DFIG para rede elétrica monofásica. O sistema proposto utiliza conversores CA-CC-CA bidirecionais com seis braços que transformam a tensão da rede elétrica monofásica em tensões trifásicas equilibradas nos terminais do estator do gerador e garantem o trabalho com velocidade variável. Além disso, foi desenvolvida uma técnica de controle sensorless de velocidade. São apresentados os modelos do DFIG e dos conversores utilizados, bem como as estratégias de controle e modulação por largura de pulso (PWM). São realizados estudos de perdas comparativos com as topologias encontradas na literatura, análise em regime permanente dos conversores. Além disso, é proposta uma solução para caso de falha em um dos braços do conversor do lado do rotor. Resultados de simulação e experimentais com intuito de validar o sistema proposto são apresentados
Databáze: OpenAIRE
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