Sistemas estáticos de geração elétrica com gerador de indução a partir de fonte eólica. - ROCHA, Nady. (2008)
Este trabalho trata de sistemas de geração estático com máquina de indução trifásica a partir de fontes eólicas de energia. Para aumentar a contabilidade das estratégias de controle aplicadas, é desenvolvido um emulador de uma turbina eólica de passo fixo baseado em um modelo de duas massas de uma turbina, onde o acoplamento mecânico entre o eixo do rotor da turbina (eixo principal) e o eixo do gerador é representado por uma constante elástica. Esse emulador consiste em motor de corrente contínua com excitação independente acoplado a um gerador de indução, e alimentado por um conversor em ponte completa. Realiza-se o controle da corrente de armadura de forma que o motor cc possa reproduzir de maneira satisfatório as características conjugado/velocidade da turbina eólica. O emulador é aplicado no sistema de geração elétrica com a máquina de indução trifásica com rotor de gaiola associado a um conversor PWM. Duas estruturas são apresentadas: (a) um sistema de geração isolado com carga trifásica variável, em que a estratégia de controle garante uma tens~ao na carga equilibrada com frequência constante sendo que a regulação da tensão do barramento cc é realizada por um circuito auxiliar chave/resistor; (b) um sistema de geração distribuído com conexão à rede monofásica, onde a conversão monofásica-trifásica é realizada por conversor ca-ca de cinco braços e a estratégia de controle para esse sistema garante uma tensão equilibrada com frequência constante nos terminais da carga. O controle do fator de potência da corrente da rede de distribuição monofásica permite a obtenção de correntes senoidais no sistema monofásico, bem como a maximização do fator de potência de entrada do conversor ca-ca. A regulação da tensão do capacitor define a amplitude da corrente no sistema monofásico garantindo que a rede monofásica forneça energia para a carga trifásica (quando a energia eólica disponível é insuficiente) ou receba o excesso de energia do gerador (quando a energia eólica disponível é superior a requerida pela carga). Na última parte do trabalho é apresentado um sistema de geração com a máquina de indução de rotor bobinado ligada diretamente a uma rede elétrica de distribuição trifásica com o rotor alimentado por um conversor ca-ca de seis braços. São investigadas as estratégias de controle por orientação pelo campo estatórico controlando-se o fluxo ou a potência reativa do estator. A partir das duas estratégias de controle apresentadas são estudados os comportamentos e as características em regime permanente do sistema de geração de forma a determinar uma região de operação adequada. São também estudados os comportamentos e as características do controle da potência reativa e do conjugado em regime dinâmico para dois tipos de transitórios.