Contribución al análisis del generador de inducción trifásico con rotor bobinado: estudios experimentales y teóricos en condiciones normales de funcionamiento y ante desequilibrios de tensión
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i16.23490Palabras clave:
Generador de inducción; Plataforma de pruebas experimentales; Matriz eólica; Rotor bobinado.Resumen
En el presente trabajo analiza el comportamiento de la máquina de inducción trifásica con rotor bobinado, muy utilizada en la matriz eólica, funcionando como generador en condiciones normales y con desequilibrios de tensión en el sistema eléctrico al que está conectada. Para ello, se adopta un modelo matemático de la máquina de inducción trifásica denominado “modelo en fase”, en el que no se realizan transformaciones de coordenadas o sistemas de referencia, además de tener en cuenta los efectos de la saturación magnética. Los resultados de este modelo, que se implementó computacionalmente, se comparan con los resultados obtenidos en una plataforma de pruebas experimental. En ambos casos se obtuvieron curvas de tensión y corriente que permitieron, mediante comparación, verificar la respuesta satisfactoria del modelo matemático frente a la perturbación analizada. De esto se pudo concluir que el modelo es apto para estudios en condiciones normales de operación y con desequilibrios de voltaje.
Citas
Abad, G. & Iwanski, G. (2014). Properties and Control of a Doubly Fed Induction Machine. Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportation and Industrial Applications, 18, 270-318.
Bispo, D, Martins, L., Resende, J. T. & Andrade, D. A. (2001). A New Strategy for Induction Machines Modeling Taking into Account the Magnetic Saturation. IEEE Transactions on Industry Applications, 37(6), 1710-1719.
Bim, E. (2012). Máquinas elétricas e acionamento. (2a ed.), Elsevier.
Donolo, P., Bossio, G., De Angelo, C., García, G. & Donolo, M. (2016). Voltage unbalance and harmonic distortion effects on induction motor power, torque and vibrations. Electric power systems research, 140, 866-873.
El-Shimy, M. (2010). Optimal site matching of wind turbine generator: Case study of the Gulf of Suez region in Egypt. Renewable Energy, 35(8), No. 8, 1870-1878.
Freitas, W., Vieira Jr, J. C. M., França, A. M., Silva, L. C. P. D. & Costa, V. F. D. (2005). Análise comparativa entre geradores síncronos e geradores de indução com rotor tipo gaiola de esquilo para aplicação em geração distribuída. Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica, 16(3), 332-344.
Fitzgerald, A. E., Kingsley, J. R. & Umans, C. (2006). Tradução Anatólio Laschuk–. Máquinas Elétricas: Com introdução a eletrônica de potência. (6a ed.).
Bookman.
Fortescue, C. L. (1918). Method of symmetrical co-ordinates applied to the solution of polyphase networks. Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, 37(2), 1027-1140.
Global Wind Energy Council – GWEC. (2021). https://gwec.net/.
Gomes, L. C. (2008). Acionamento vetorial de motores de indução trifásicos com enfraquecimento de campo e maximização do conjugado por ampère. Tese de doutorado. Universidade Federal de Uberlândia.
Lamme, B. G. (1921). The story of the induction motor. Journal of the American Institute of Electrical Engineers, 40, 203-223.
Li, W., Chao, P., Liang, X., Ma, J., Xu, D. & Jin, X. (2017). A practical equivalent method for DFIG wind farms. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 9, 610-620.
Lima, M. D. S. (2019). Uma análise crítica das distorções harmônicas de correntes associadas a aerogeradores DFIG. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Uberlândia.
Liu, M., Pan, W., Zhang, Y., Zhao, K., Zhang, S., & Liu, T. (2019). A dynamic equivalent model for DFIG-based wind farms. IEEE Access, 7, 74931-74940.
Muljadi, E., Yildirim, D., Batan, T., & Butterfield, C. P. (1999). Understanding the unbalanced-voltage problem in wind turbine generation. 1999 IEEE Industry Applications Conference, 2, 1359-1365.
Nakashima, K. (2013). Valor médio e eficaz. http://www.profelectro.info/wp-content/uploads/rms_medio_multimetro_Dc_e_AC.pdf. Acesso em 27 de out. de 2021.
Neves, A. B. F. (2014). Análise dos Efeitos do Desequilíbrio e da Distorção Harmônica de Tensão no Conjugado e no Rendimento de um Motor de Indução Trifásico. Dissertação de mestrado. Universidade de Brasília.
Oliveira, C. A. (2018). Plataforma para ensaios de motores de indução trifásicos e simulação de cargas mecânicas: acionamento, operação e monitoramento com auxílio de fonte programável. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Uberlândia.
Oliveira, I. A. C. (2017). Sistema de geração eólica baseado no gerador de indução de rotor bobinado alimentado por tensões desequilibradas. Dissertação de mestrado. Universidade Federal da Paraíba.
Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional. Módulo 8, Revisão 12, Resolução normativa n° 794/2017. http://www.aneel.gov.br/modulo-8 .
Resende, J. T. (1999). Modelagem da Máquina de Indução Trifásica incluindo a Saturação Magnética – Análise Dinâmica do Gerador de Indução Auto-Excitado. Tese de doutorado. Universidade Federal de Uberlândia.
Santos, Â. M. M., Medeiros, L. T. P., Silva, L. P., Junior, I. D. S., Teixeira, V. S. D. C. & Moreira, A. B. (2019). Wind power system connected to the grid from Squirrel Cage Induction Generator (SCIG). IEEE 15th Brazilian Power Electronics Conference and 5th IEEE Southern Power Electronics Conference, 1-6.
Vanço, W. E., Silva, F. B., Monteiro, J. R. B. A., Oliveira, C. M. R., Gomes, L. C. & Carvalho, D. P. (2018). Feasibility Analysis of the Use of the Generation of Induction in the Distributed Generation. IEEE Latin America Transactions, 16, 1921-1927.
Zhou, Y., Zhao, L. & Lee, W. J. (2018). Robustness analysis of dynamic equivalent model of DFIG wind farm for stability study. IEEE Transactions on Industry Applications, 54, 5682-569.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Vinícius Marcos Pinheiro; Cássio Alves de Oliveira; Luciano Coutinho Gomes
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
