Análisis dinámico del generador de inducción auto-excitado

RIEE&C, REVISTA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y COMPUTACIÓN, Vol. 8 No. 1, DICIEMBRE 2010.

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Análisis Dinámico del Generador de Inducción Auto-excitado
Torres M. Emmanuel, Chan-Puc Freddy, Ramírez A. Juan

Dynamic analysis of self-excited induction generator
Abstract— This article is focused on the analysis of the dynamic behavior of the self-excited induction generator (SEIG).Due to the high fossil fuel costs, the environmental problems generated by an irrational use and the fact that a great part of the world-wide population lives far from the network of provision of electric power, the technology is being oriented to the development of the renewable sources of energy like wind, micro fuel cells and/the mini-hydraulic. The induction generator is always associated withalternative sources of energy. The SEIG it is the best option for generation of energy in remote or isolated zones, nevertheless, is necessary to know its dynamic characteristics for this configuration. This article presents an analysis of the operation of the SEIG in no-load case and on-load case. It´s presented the model for both conditions of operation and a criterion to determine the enoughand necessary conditions to operate a SEIG with renewable sources applications. Keywords: saturation. Self-Excited Induction Generator, magnetic

I. INTRODUCCIÓN
El impacto de la contaminación del ambiente en el calentamiento global y los cambios climáticos resultantes pueden tener consecuencias desastrosas a largo plazo. El desarrollo tecnológico para la generación de energía eléctrica se estáorientando hacia las fuentes seguras y renovables como la eólica, fotovoltaica, las celdas de combustible así como a la explotación de los recursos mini y micro hidráulicos disponibles en las poblaciones aisladas o remotas que no tienen acceso al servicio de energía eléctrica [1], [2]. Una máquina de inducción trifásica puede operar como generador de inducción auto-excitado (GIAE), [3]. Si seconecta un banco de capacitores con un valor apropiado a las terminales de la máquina mientras el rotor es impulsado por un primo motor a una velocidad apropiada, se establecerá un voltaje cuyo valor estará determinado por la saturación magnética [4-6]. En aplicaciones de energía renovable de baja y mediana potencia (hasta 100 kW), el generador de inducción auto-excitado ofrece muchas ventajas debido asu robustez, bajo costo, ausencia de escobillas (rotor jaula de ardilla), construcción sencilla, mantenimiento mínimo, mayor estabilidad, auto protección en condiciones de falla y libre de problemas de operación por mucho años [1], [4-7]. Sin embargo, la demanda de potencia reactiva y una pobre regulación de voltaje y frecuencia cuando la velocidad ó la carga varían son las principalesdesventajas del GIAE. Diferentes controladores de voltaje y frecuencia se han reportado en la literatura [8-11].

Resumen –– Este artículo está enfocado al análisis del comportamiento dinámico del generador de inducción auto-excitado (GIAE). Debido a los altos costos de los combustibles fósiles, los problemas ambientales generados por un uso irracional y al hecho que una gran parte de la población mundialvive lejos de la red de suministro de potencia eléctrica, la tecnología se está orientando al desarrollo de las fuentes renovables de energía como la solar, eólica, celdas de combustibles y la micro/mini-hidráulica. El generador de inducción se encuentra siempre asociado con fuentes alternativas de energía. Para generación de energía en zonas remotas o aisladas el GIAE es la mejor opción, sinembargo, es necesario conocer sus características dinámicas bajo esta configuración. Este artículo presenta un análisis de la operación del GIAE en vacío y bajo carga. Se presenta el modelo para ambas condiciones de operación y un criterio para determinar las condiciones necesarias y suficientes para operar una GIAE con aplicaciones de fuentes renovables. Palabras Clave – Generador de inducción...