conversion de energia


Universidad Tecnológica de Panamá


Laboratorio de Conversión de Energía
“Generador de inducción doblemente alimentado”



Introducción
Una gran cantidad de turbinas de viento para aplicación de electricidad trabajan a velocidad variable, empleando generador de inducción doblemente alimentado. En estos aerogeneradores la variación de la velocidad permite por un lado reducir lafatiga de componente mecánicos y las fluctuaciones de voltaje, y por otro aprovechar mejor la energía del viento a velocidades bajas, manteniendo la velocidad de giro próxima al punto de máxima absorción de energía. Además de permitir que la velocidad mecánica del rotor y la frecuencia eléctrica de la red deben ser desacoplados. Las características de éste generador lo presentan como la tecnología deconversión comercialmente dominante en los aerogeneradores actuales. En este trabajo nos referiremos a las características, diferentes componentes, como opera, y las ventajas que los generadores de inducción de doblemente alimentación tienen en las turbinas eólicas.

Generador asíncrono doblemente alimentado
Double Fed Induction Generator (DFIG), se trata de una máquina asíncrona con rotorbobinado que, además, incorpora un convertidor de frecuencia acoplado gracias a unos anillos al rotor que controla las tanto las corrientes de red como las del mismo rotor. De esta forma la frecuencia del rotor puede variar libremente y diferenciarse de la de red (50 o 60Hz). Usando el convertidor para controlar las corrientes del rotor es posible ajustar la energía activa y reactiva que seentrega a la red desde el estator independientemente de la velocidad de giro del generador.
Las máquinas eléctricas doblemente alimentadas con rotor bobinado son las únicas que pueden operar a par nominal hasta velocidades de rotación el doble de grandes que la velocidad de sincronismo. Cualquier máquina eléctrica puede, en teoría, convertirse en un motor o generador de rotor bobinado doblementealimentado cambiando el montaje del rotor por una configuración de rotor bobinado multi-fase con un estator de devanados iguales. Si el rotor es capaz de transferir potencia a la red, el resultado es un motor o generador de rotor bobinado doblemente alimentado con el doble de velocidad y potencia que la configuración original.
Componentes del DFIG:
El rotor del generador de inducción derotor bobinado: es alimentado por un convertidor trifásico fuente de tensión con modulación de ancho de pulso que aplica un sistema trifásico de tensiones de frecuencia variable. La modificación de la frecuencia de las corrientes del rotor resulta en una modificación de la velocidad de giro del rotor.
El objetivo de la modificación de la velocidad de giro del rotor es que la turbina eólicatrabaje en el punto de máximo rendimiento cuando cambia la velocidad del viento.
El convertidor electrónico: tiene dos convertidores acoplados a través de un condensador de acoplamiento. El convertidor del lado de red o convertidor del estator se puede utilizar para generar o consumir potencia reactiva.

Principios del control del convertidor del rotor, que son:
• La componente de eje directo dela corriente del rotor en un sistema de referencia solidario con el flujo del estator es la corriente de excitación y permite controlar la potencia reactiva del generador. Lo usual es anularla.
• La componente de eje transverso de la corriente del rotor es un sistema de referencia solidario con el flujo del rotor es la corriente de par y permite controlar el par electromagnético con el fin deseguir el punto de máxima potencia de la turbina eólica.

Principios del control del convertidor del estator, que son:
• La componente de eje directo de la corriente del convertidor del estator (colineal con la tensión de red) determina la potencia activa por el convertidor de red y permite regular la tensión en el condensador de acoplamiento.
• La componente en eje transverso de la...