Conversores duais para conexão do gerador de indução duplamente alimentado à rede em corrente contínua.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/30843 |
Resumo: | O gerador de indução duplamente alimentado (DFIG) é muito utilizado em sistemas de geração de energia eólica conectados à rede elétrica trifásica. No entanto, a busca por sistemas que interconectem diferentes tipos de carga, baterias e fontes de energia, fez surgir o interesse em sistemas de conversão de energia conectados à rede em corrente contínua. Neste trabalho são apresentadas três conĄgurações de conversores que servem de interface para a conexão do DFIG à rede em corrente contínua. Os sistemas apresentados são baseados em conversores duais conectados aos enrolamentos do estator do gerador, utilizando diferentes conĄgurações de conversores controlados, não controlados e semi- controlados. A principal vantagem oferecida por essas conĄgurações é o menor estresse de tensão sobre cada chave do conversor, quando comparado aos conversores tradicionais, diminuindo as perdas de potência no sistema. São apresentados os modelos do gerador e dos conversores utilizados, bem como as estratégias de controle e modulação por largura de pulso (PWM). As conĄgurações apresentadas são comparadas com conĄgurações usando conversores convencionais em termos do número de componentes, tensão mínima requerida no barramento em corrente contínua, distorções harmônicas nas correntes, oscilações no conjugado eletromagnético e perdas de potência nos dispositivos semicondutores. São apresentadas simulações e resultados experimentais em regime permanente e transitório, de modo a veriĄcar o funcionamento de cada uma das conĄgurações propostas. Por Ąm, este trabalho mostra que as conĄgurações utilizando conversores duais, apesar do maior número de chaves, podem apresentar menores distorções harmônicas nas correntes, oscilações no conjugado eletromagnético e perdas de potência que as conĄgurações tradicionais. |
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Conversores duais para conexão do gerador de indução duplamente alimentado à rede em corrente contínua.Dual converters for connecting the induction generator doubly fed to the direct current grid.ConversoresSistemas de conversão de energia eólicaGerador de indução duplamente alimentado (DFIG)Rede em corrente contínuaConversores duaisControle de potência ativa e reativaConvertersWind energy conversion systemsDoubly-fed induction generator (DFIG)Direct current (DC) gridOpen-end convertersActive and reactive power controlEngenharia Elétrica.O gerador de indução duplamente alimentado (DFIG) é muito utilizado em sistemas de geração de energia eólica conectados à rede elétrica trifásica. No entanto, a busca por sistemas que interconectem diferentes tipos de carga, baterias e fontes de energia, fez surgir o interesse em sistemas de conversão de energia conectados à rede em corrente contínua. Neste trabalho são apresentadas três conĄgurações de conversores que servem de interface para a conexão do DFIG à rede em corrente contínua. Os sistemas apresentados são baseados em conversores duais conectados aos enrolamentos do estator do gerador, utilizando diferentes conĄgurações de conversores controlados, não controlados e semi- controlados. A principal vantagem oferecida por essas conĄgurações é o menor estresse de tensão sobre cada chave do conversor, quando comparado aos conversores tradicionais, diminuindo as perdas de potência no sistema. São apresentados os modelos do gerador e dos conversores utilizados, bem como as estratégias de controle e modulação por largura de pulso (PWM). As conĄgurações apresentadas são comparadas com conĄgurações usando conversores convencionais em termos do número de componentes, tensão mínima requerida no barramento em corrente contínua, distorções harmônicas nas correntes, oscilações no conjugado eletromagnético e perdas de potência nos dispositivos semicondutores. São apresentadas simulações e resultados experimentais em regime permanente e transitório, de modo a veriĄcar o funcionamento de cada uma das conĄgurações propostas. Por Ąm, este trabalho mostra que as conĄgurações utilizando conversores duais, apesar do maior número de chaves, podem apresentar menores distorções harmônicas nas correntes, oscilações no conjugado eletromagnético e perdas de potência que as conĄgurações tradicionais.The doubly-fed induction generator (DFIG) is widely used in wind energy conversion systems connected to the three-phase power grid. However, the search for systems that interconnect diferent types of loads, batteries, and power sources, has given rise to interest in energy conversion systems connected to the direct current (DC) grid. In this work, three diferent converters are proposed to connect the DFIG to the DC grid. The presented systems are based on open-end converters connected to the generator stator windings, using diferent combinations of controlled-, uncontrolled-, and half-controlled converters. The main advantage of these conĄgurations is the lower voltage stress across each converter switch, when compared to traditional converters, which reduces power losses in the system. The generator model, converter operating principles, control strategies, and pulse width modulation (PWM), are presented. The discussed conĄgurations are compared with traditional converters in terms of the number of components, minimum required DC -link voltage, current harmonic distortions, torque ripple, and semiconductor power losses. Simulations and experimental results are presented to validate the proposed conĄgurations, showing both steady-state and transient results. Finally, this work shows that the proposed dual converters have lower current harmonic distortions, torque ripple, and power losses than the traditional conĄgurations, despite the larger number of switches.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGJACOBINA, Cursino Brandão.JACOBINA, C. B.http://lattes.cnpq.br/0261885352003041ROCHA, Nady.ROCHA, N.http://lattes.cnpq.br/4787268954488040CORRÊA, Maurício Beltrão de Rossiter.CORRÊA, M. B. R.http://lattes.cnpq.br/0041843905239864OLIVEIRA JÚNIOR, Demercil de Souza.OLIVEIRA JÚNIOR, Demercil de Souzahttp://lattes.cnpq.br/8797685933461323NEVES, Francisco de Assis dos Santos.Neves, Francisco A. S.http://lattes.cnpq.br/5631067058249781SOARES, Emerson de Lacerda.2023-02-282023-07-13T18:16:40Z2023-07-132023-07-13T18:16:40Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/30843SOARES, E. L. Conversores duais para conexão do gerador de indução duplamente alimentado à rede em corrente contínua. 2023. 121 f. 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O gerador de indução duplamente alimentado (DFIG) é muito utilizado em sistemas de geração de energia eólica conectados à rede elétrica trifásica. No entanto, a busca por sistemas que interconectem diferentes tipos de carga, baterias e fontes de energia, fez surgir o interesse em sistemas de conversão de energia conectados à rede em corrente contínua. Neste trabalho são apresentadas três conĄgurações de conversores que servem de interface para a conexão do DFIG à rede em corrente contínua. Os sistemas apresentados são baseados em conversores duais conectados aos enrolamentos do estator do gerador, utilizando diferentes conĄgurações de conversores controlados, não controlados e semi- controlados. A principal vantagem oferecida por essas conĄgurações é o menor estresse de tensão sobre cada chave do conversor, quando comparado aos conversores tradicionais, diminuindo as perdas de potência no sistema. São apresentados os modelos do gerador e dos conversores utilizados, bem como as estratégias de controle e modulação por largura de pulso (PWM). As conĄgurações apresentadas são comparadas com conĄgurações usando conversores convencionais em termos do número de componentes, tensão mínima requerida no barramento em corrente contínua, distorções harmônicas nas correntes, oscilações no conjugado eletromagnético e perdas de potência nos dispositivos semicondutores. São apresentadas simulações e resultados experimentais em regime permanente e transitório, de modo a veriĄcar o funcionamento de cada uma das conĄgurações propostas. Por Ąm, este trabalho mostra que as conĄgurações utilizando conversores duais, apesar do maior número de chaves, podem apresentar menores distorções harmônicas nas correntes, oscilações no conjugado eletromagnético e perdas de potência que as conĄgurações tradicionais. |
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