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Trifásico generadores de inducción auto-excitado: Una visión general
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IEEE Transactions on Energy Conversion · Julio de 2005
DOI: 10.1109 / TEC.2004.842395 · Fuente: IEEE Xplore
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Bansal
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Informática
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IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 20, NO. 2, junio de 2005
292
Trifásico Autoexcitado Inducción
Generadores: Una visión general
RC Bansal, Senior Member, IEEE
II. do CLASIFICACIÓN DEL yo NDUCTION sol ENERATORS
Resumen- Generadores de inducción se utilizan cada vez en sistemas de energía no
convencionales tales como el viento, micro / mini hidro, etc. Las ventajas de utilizar un
generador de inducción en vez de un generador síncrono son bien conocidos. Algunos de
Sobre la base de la construcción del rotor, los generadores de inducción son dos tipos (es
ellos se reducen coste unitario y tamaño, robustez, sin escobillas (en la construcción de
decir, el generador de inducción de rotor bobinado y el generador de inducción de jaula de
jaula de ardilla), la ausencia de la fuente de corriente continua separada, facilidad de
ardilla). Dependiendo de los motores primarios utilizados (velocidad constante o de velocidad
mantenimiento, la auto-protección contra sobrecargas severas y cortocircuitos, etc., en
variable) y sus ubicaciones (cerca a la red eléctrica o en lugares aislados), generando
sistemas aislados, ardilla gener de inducción de jaula - ators con excitación condensador,
conocido como generadores de inducción auto-excitado (SEIGs), son muy populares. Este
esquemas pueden ser ampliamente clasificados como en [21] - [24]:
documento presenta un estudio exhaustivo de la literatura en los últimos 25 años discussing el proceso de auto-excitación y la acumulación de tensión, eling mo-, en estado
i) de velocidad constante de frecuencia constante (CSCF);
estacionario, y el análisis de transitorios, los métodos de control de potencia reactiva, y el
ii) de velocidad variable de frecuencia constante (VSCF);
funcionamiento en paralelo de SEIG.
ii) de frecuencia variable de velocidad variable (VSVF).
A. Constante velocidad de frecuencia constante
Términos del Índice- generador de inducción, sistema aislado, generador de inducción
auto-excitado, análisis de estado estacionario.
En este esquema, la velocidad de motor primario se mantiene constante ajustando
continuamente el paso de las palas y / o características del generador [21]. Un generador
de inducción puede funcionar en una en la barra de bus infinito en un trozo de 1% a 5% por
I. INTRODUCCIÓN
T
encima de la velocidad síncrona. Los generadores de inducción son más simples que los
generadores síncronos. Son más fáciles de operar, controlar y mantener, no tienen ningún
fuentes
ERGY ha
dadode
lugar
a un mayor énfasis
en fuentes
de energía renovables como la
HE
creciente
tasa
agotamiento
de enconvencional
problema de sincronización, y son económicos.
eólica, mini / micro-hidro, etc. [1] - [16]. Generación de energía eléctrica, principalmente hasta ahora ha
sido de las plantas térmicas, nucleares, y hidroeléctricas. Ellos han degradado de forma continua las
condiciones ambientales. Una tasa creciente de la agotamiento de las fuentes de energía
convencionales y la degradación de las condiciones ambientales ha dado lugar a un mayor énfasis en las
B. velocidad variable frecuencia constante
La operación de velocidad variable de sistema eléctrico del viento mayores rendimientos de salida
fuentes de energía renovables, en particular después de los aumentos de precios de los combustibles
para ambas velocidades Highwind lowand [21], [25] - [28]. Esto se traduce en rendimientos anuales
durante la década de 1970. El uso de una máquina de inducción como un generador se está volviendo
de energía más altos por la capacidad instalada nominal. Tanto las turbinas eólicas de eje horizontal y
más y más popular para las fuentes renovables [1], [17] - [20]. el consumo de energía reactiva y la mala
vertical de exposiciones esta ganancia en funcionamiento a velocidad variable. esquemas populares
regulación de voltaje bajo variando la velocidad son las principales desventajas de los generadores de
para obtener la salida de frecuencia constante de velocidad variable son como se muestran.
inducción, pero el desarrollo de convertidores estáticos de potencia ha facilitado el control de la tensión
de salida de los generadores de inducción. Este artículo presenta una visión general de generador de
inducción auto-excitado trifásico (SEIG). El documento está organizado como sigue. Sección II presenta
la clasificacion de generadores de inducción. Una revisión de la literatura en el proceso de
auto-excitación y la acumulación de tensión, y el modelado se presenta en las Secciones III y IV,
respectivamente. Actuaciones bajo estado estacionario, condiciones transitorias, los métodos de control
de potencia reactiva, y el funcionamiento en paralelo de SEIG se han presentado en las secciones V-VIII,
respectivamente. Una revisión de la literatura en el proceso de auto-excitación y la acumulación de
tensión, y el modelado se presenta en las Secciones III y IV, respectivamente. Actuaciones bajo estado
estacionario, condiciones transitorias, los métodos de control de potencia reactiva, y el funcionamiento
en paralelo de SEIG se han presentado en las secciones V-VIII, respectivamente. Una revisión de la
literatura en el proceso de auto-excitación y la acumulación de tensión, y el modelado se presenta en las
Secciones III y IV, respectivamente. Actuaciones bajo estado estacionario, condiciones transitorias, los
1) AC-DC-AC Enlace: Con el advenimiento de los tiristores de alta potencia, la salida de
corriente alterna del alternador trifásico es fi rectos ed utilizando un fi er puente rectificador y luego
se convierte de nuevo a corriente alterna utilizando convertidores conmutados en línea. Puesto que
la frecuencia automáticamente se fija por la línea de potencia, sino que también son conocidos
como inversores síncronos [24], [27].
2) Salida Doble generador de inducción (DOIG): El DOIG consiste en una máquina de
inducción de rotor de la herida de tres fases que se acopla mecánicamente ya sea a un viento
o turbina hidráulica, cuyos terminales del estator están conectados a una red de suministro
eléctrico de frecuencia constante de tensión constante [29] - [43]. La salida de frecuencia
variable se introduce en el suministro de corriente alterna mediante un convertidor enlace
AC-DC-AC que consiste en ya sea una combinación de onda completa puente de diodos
métodos de control de potencia reactiva, y el funcionamiento en paralelo de SEIG se han presentado en las secciones V-VIII, respectivamente.
rectificador y el inversor tiristor o inversor fuente de corriente (CSI) -thyristor convertidor de
enlace [24]. Una de las ventajas destacadas de DOIG en sistemas de conversión de energía
Manuscrito recibida el 24 de junio de 2003; revisado 25 de noviembre de 2003. Documento no. TEC-00155 hasta 2003.
eólica es que es el único esquema en el que la potencia generada es más que la clasificación
de la máquina. Sin embargo, debido a las desventajas operativas, el esquema DOIG no podía
El autor es con la eléctrica y el Departamento de Ingeniería Electrónica, Instituto Birla de
Tecnología y Ciencia, Pilani PIN-333031, India (e-mail: rcbansal@hotmail.com ).
ser utilizado ampliamente. Los requisitos de mantenimiento
Objetos Digitales identi fi cador 10.1109 / TEC.2004.842395
0885-8969 / $ 20.00 © 2005 IEEE
BANSAL: TRIFÁSICOS autoexcitado generadores de inducción: UN RESUMEN
293
son altos, el factor de potencia es baja, y la fiabilidad es pobre bajo condiciones de mucho
voltaje del terminal sin carga del generador de inducción es la intersección de la curva de
polvo y anormales a causa de los contactos mecánicos de deslizamiento en el rotor. Este
magnetización del generador con la línea de carga del condensador [54]. La curva de
esquema no es adecuado para las generaciones de la potencia aislado porque necesita
magnetización del generador de inducción se puede obtener mediante la ejecución de la
suministro de la red para mantener la excitación.
máquina como un motor sin carga y la medición de la corriente de la armadura como una
función de la tensión de terminal. Para lograr un nivel de tensión dado en un generador de
inducción, un condensador externo debe ser capaz de suministrar la corriente de
C. velocidad variable de frecuencia variable
magnetización de ese nivel.
Con una velocidad de motor primario variable, el rendimiento de los generadores
síncronos puede verse afectada. Para velocidad variable correspondiente a la velocidad
IV. METRO ODELING
derivada cambiante, SEIG se puede utilizar convenientemente para cargas resistivas de
calentamiento, que son esencialmente frecuencia insensible. El tema básico de este trabajo
es presentar una visión general de SEIG en aplicaciones aisladas. Este esquema está
ganando importancia para aplicaciones de potencia stand-alonewind [1], [17] - [20].
Varios modelos y sus aplicaciones [22], [48], [63] - [84] se han presentado
para analizar el estado estacionario, así como el rendimiento transitoria de SEIG
operativo, ya sea con un motor regulado o no regulado. Las siguientes
categorías son los diferentes modelos utilizados.
III. PAG PROCESO DE S DUENDE- mi Y XCITATION V oltaje
segundo EN UILDUP SEIG
Auto-excitación fenómeno [44] - [59] en las máquinas de inducción Aunque conocido desde hace
- Modelo de referencia
A.
-
modelo de referencia fue primero propuesto por Krause et al.
[63]. Después de una ligera modificación fi, muchos autores han formulado a -
más de medio siglo sigue siendo un tema de considerable atención. El interés en este tema se debe
modelo de referencia para un generador de inducción trifásico. Novotony et al. [ 48]
principalmente a la aplicación de SEIG en los sistemas eléctricos aislados. fondo físico del proceso de
desarrollado un modelo analítico de un sistema que tiene un generador de inducción
auto-excitación se ha descrito en considerable profundidad en [49] .Cuando un inductionmachine es
conectada a un inversor resistivamente cargado usando sincrónicamente giratorio -
accionado a una velocidad mayor que la velocidad de sincronismo (deslizamiento negativo) por medio de
marco de referencia. Uso de la - Referencia modelo de marco de un generador de
un primer motor externo, la dirección del par inducido es invierte y teóricamente que empiece a funcionar
inducción trifásico, el rendimiento transitorio [66] - [69] y el funcionamiento de
como un generador de inducción. Desde el círculo diagramof la inductionmachine en la región de
desequilibrio se han estudiado en [76].
deslizamiento negativa [52], se ve que la máquina consume una corriente, que se retrasa respecto al
voltaje de más de 90. Esto significa que el poder real fluye fuera de la máquina, pero la máquina necesita
la potencia reactiva. Para acumular tensión en los terminales del generador, excitaciones deben ser
proporcionados por algunos medios; Por lo tanto, el generador de inducción puede funcionar de dos
modos (es decir, conectadas a la red y el modo aislado). En caso de un modo conectado a la red, el
generador de inducción puede extraer potencia reactiva, ya sea de la red pero será una carga para la red
o mediante la conexión de una batería de condensadores a través de los terminales del generador [60] [62]. Para una isolatedmode, theremust ser una batería de condensadores adecuado conectado a través
de los terminales del generador. Este fenómeno se conoce como condensador de auto-excitación y el
generador de inducción se llama un “SEIG.” el generador de inducción puede extraer potencia reactiva,
ya sea de la red pero será una carga para la red o mediante la conexión de una batería de
condensadores a través de los terminales del generador [60] - [62]. Para una isolatedmode, theremust
ser una batería de condensadores adecuado conectado a través de los terminales del generador. Este
fenómeno se conoce como condensador de auto-excitación y el generador de inducción se llama un
“SEIG.” el generador de inducción puede extraer potencia reactiva, ya sea de la red pero será una carga
para la red o mediante la conexión de una batería de condensadores a través de los terminales del
Modelo basados ​en la impedancia B.
En [77], el rendimiento de la SEIG utilizando un modelo analítico basado en un
circuito equivalente monofásico convencional con el parámetro por unidad (pu) ha sido
estudiado. El modelo utilizado en [77] se ha extendido para la evaluación de varias
características de funcionamiento en estado estacionario de generadores
independientes, tales como el efecto de la variación del eje [78], [79], cambio en el
número de polos del generador [80], y el funcionamiento en paralelo [81], etc. Raina et
al. [ 79] han incluido los efectos de las corrientes armónicas inyectadas debido al
controlador electrónico sobre las pérdidas de generadores en el modelo de estado
estacionario de SEIG. Rajakaruna et al.
[82] han incluido la característica motor primario no regulada en el modelo de estado
estacionario de un generador de inducción trifásico equilibrado.
generador [60] - [62]. Para una isolatedmode, theremust ser una batería de condensadores adecuado conectado a través de los terminales del generador. Este fenómeno se conoce como condensador de auto-excitación y el generad
El proceso de la acumulación de tensión en un generador de inducción es muy similar
a la de un generador de corriente continua. Tiene que haber un valor adecuado del
magnetismo residual presente en el rotor. En ausencia de un valor adecuado de
Modelo basado en la admisión C.
Quazene et al. [ 22] desarrolló un modelo basado en la admisión de SEIG utilizando
magnetismo residual, la tensión no se acumulará. Por lo tanto, es deseable mantener un
un modelo de circuito equivalente de una sola fase con una carga resistiva trifásica
alto nivel de magnetismo residual, como lo hace facilitar el proceso de excitación de la
equilibrada. Para la determinación de la frecuencia de funcionamiento () y la reactancia
máquina. Las condiciones de funcionamiento resultantes en desmagnetización del rotor
de magnetización (
(por ejemplo, colapso total de la tensión bajo cargas resistivas, rápido colapso de la
partes real e imaginaria de la suma de las admitancias del rotor, estator, y ramas de
tensión debido a un cortocircuito, etc. deben evitarse [49]).
magnetización se igualan a cero. Este método da una expresión algebraica para
),
magnetizar reactancia en términos de parámetros de frecuencia del generador y otras
máquinas y velocidad dada. Ammasaigounden et al. [ 83] también se utiliza un modelo
Cuando una inducción generador primera comienza a correr, el magnetismo residual en el
basado en la admisión para una frecuencia de salida dada, en donde la ecuación de
circuito del rotor produce un pequeño voltaje. Este pequeño voltaje produce un flujo de corriente
rendimiento se convierte cuadrática en términos de velocidad y otros parámetros de
del condensador, lo que aumenta la tensión, y así sucesivamente hasta que la tensión está
la máquina.
totalmente construido. los
IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 20, NO. 2, junio de 2005
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Idoneidad del cambio de polos (4/6 polos) de SEIG para el aprovechamiento de la
D. modelo de circuito basado en Operacional
energía eólica más bajo amplia variación en la velocidad del viento se presenta en [83],
En [84], un enfoque alternativo para el análisis de rendimiento de estado
estacionario de un stand-alone SEIG se presenta. Un circuito equivalente operativa
en términos de operador
d / dt
sustituyendo en un modelo basado en la impedancia se desarrolla, donde
. La solución de un polinomio quinto orden para retraso de carga da
.
los valores de y
[91], [92]. Se muestra que a menor velocidad de motor primario, la máquina es para ser
operado con un mayor número de polos (seis) y a mayor velocidad, tiene que ser
operado con un menor número de polos (cuatro) a fin de reducir la excitación requisito
en un amplio rango de velocidad de themachine. Chatterjee et al.
[92] discuten los requisitos relativos de condensador de excitación, para la relación específico de
reflujo densidad, par electromagnético máximo, el poder maximumoutput, y el voltaje terminal
Modelo basado en ecuaciones de energía E.
del generador en diferentes configuraciones fi polo estafadores. Se observa que el requisito de
Antes mencionados modelos son difíciles de extender para un sistema multimáquina
condensador es de aproximadamente 44%, la corriente del estator es menor, y la potencia de
como sistema híbrido viento-diesel que tiene tanto la inducción como generadores
salida es de aproximadamente 2,5 veces en cuatro polos en comparación con una de seis polos
síncronos ya que estos modelos se basan en tensión / ecuaciones actuales. Por otra
con fi guración que conduce a la mejor utilización de la calificación de generador para una de
parte, la variación de deslizamiento, un parámetro muy importante en la generación de
cuatro polos con fi guración.
energía eólica debido a la naturaleza fluctuante del viento, no se ha considerado en
estos modelos matemáticos. Autores [72] - [74] desarrollaron un modelo de ecuación de
Sandhu et al. [ 93] han propuesto un enfoque, lo que conduce a una ecuación
poder de SEIG, que es muy fácil de extender para un sistema híbrido multimáquina que
cuadrática en deslizamiento haciendo que el análisis de estado estacionario sencilla y
tiene tanto la inducción como generadores síncronos.
completa. Wang et al. [ 95] han presentado un enfoque basado en el valor propio para
predecir los valores mínimos y máximos tanto de capacitancia necesaria para la
auto-excitación de SEIG.
V. S TEADY- S Tate y PAG ENDIMIENTO UNA ANÁLISIS
análisis de estado estacionario de SEIG es de interés, tanto desde el diseño y los
análisis en estado estable y el rendimiento de SEIGdriven por turbinas reguladas y
no reguladas se han presentado en [96] y [97]. En caso de turbinas reguladas para
funcionamiento CSCF, la velocidad perunit se determina directamente mediante la
puntos de vista operativo. En un sistema de potencia aislado, son desconocidos tanto
resolución de una ecuación cuadrática. Para las turbinas no reguladas, un
la tensión del terminal y de la frecuencia y tienen que ser calculado para una velocidad
procedimiento de iteración adicional utilizando el método de la secante se ha utilizado
dada, la capacitancia, y la impedancia de carga. Un gran número de artículos han
para tratar con la naturaleza de velocidad variable de la turbina. Alghuwainem [98] ha
aparecido en el análisis de estado estacionario de la SEIG [1], [22], [76] - [80], [82] -
examinado las características de análisis y de rendimiento en estado estacionario de
[115]. Contribuciones de los documentos importantes se presentan en esta sección.
stand-alone SEIG cuando un transformador está conectado a sus terminales para
Murthy et al. [ 77] desarrollado un modelo matemático para obtener el rendimiento de
alimentar la carga en los diferentes niveles de tensión o para intensificar la tensión
estado estacionario de SEIG usando la impedancia del circuito equivalente de la
terminal. El transformador tiende a saturar a velocidades más altas y, por lo tanto,
máquina. Dos ecuaciones no lineales, que son las partes real e imaginaria de la
absorbe la potencia reactiva en exceso, limita el aumento de la tensión de terminal, y
impedancia, se resuelven por dos incógnitas y
mejora la regulación de tensión. Pero el transformador presenta una no linealidad
adicional, lo que complica considerablemente el análisis. Una técnica ha sido sugerido
usando Newton-Raphson
para formular y resolver la ecuación de sistema incluyendo la saturación del
método. Quazene et al. [ 22] utilizó una técnica de admitancia nodal para obtener
transformador y la misma técnica es aplicable para cargas no lineales también.
una ecuación nodal y luego se separa en sus partes real e imaginaria con el fin de
Kumarasen et al.
resolver los primeros para y luego para sustituyendo el valor de. Jain et al. [ 85] han
propuesto un método en el que la ecuación algebraica se resuelve para el valor
inicial de
[99] compararon el rendimiento de SEIG impulsada por el viento con coincidencia de carga
y luego el método de la secante se utiliza para la solución exacta.
Chan [86] ha propuesto una técnica iterativa por suponiendo un cierto valor inicial
utilizando el condensador solo y con la combinación de derivación y en serie condensadores.
La comparación entre el rendimiento de estado estacionario de reluctancia,
para y luego la solución para un nuevo valor teniendo en cuenta un pequeño
así como generadores auto-excitado se ha presentado en [23] y [102]. Un
incremento hasta que el resultado converge. Esta técnica, sin embargo, carece en
generador de reluctancia es una máquina sincrónica con un rotor saliente o
hacer una elección juiciosa de un valor inicial y el número de iteraciones requeridas.
segmento, que no requiere ninguna excitación rotor dc. Muy poco se ha
Rajakaruna et al.
reportado en lo que respecta a los generadores de reluctancia, y tiene
[82] han utilizado una técnica iterativa que utiliza un circuito equivalente
aplicaciones prácticas relativamente menores.
aproximado y modelo amathematical para - curva y la solución se reduce a
una ecuación no lineal en. Singh
Usando themethod de componentes simétricos, un análisis general para SEIG
et al. [ 88] intentaron una técnica de optimización mediante la formulación de esto como
trifásico con una capacidad de carga y la excitación asimétricamente conectado se
un problema de optimización no lineal sin restricciones multivariante. La impedancia de
presenta en [104]. Alolah et al. [ 111] han presentado un enfoque basado en la
la máquina se toma como una función objetivo. el y
optimización para el análisis de SEIG. El problema se formula como un problema
son seleccionados como variables independientes, que
de optimización numérica, donde no se necesita una derivación de la ecuación
se les permite variar dentro de sus límites superior e inferior a fin de lograr valores
analítica. En lugar de la derivación paso a paso método analítico, un optimizador
prácticamente aceptables de los variables. método de las coordenadas de rotación
global, como los construidos en el software matemático Matlab, se utiliza para
del Rosenbrock se ha utilizado para resolver el problema.
resolver la impedancia total
BANSAL: TRIFÁSICOS autoexcitado generadores de inducción: UN RESUMEN
295
o ecuaciones de admitancia del circuito de la máquina para obtener la frecuencia y
Generadores de inducción y también la carga, que es generalmente de naturaleza
otros parámetros desconocidos de la máquina.
inductiva, requieren el suministro de potencia reactiva [128] - [149]. Desequilibradas
reactivos resultados de la operación de alimentación en la variación de voltaje. requisitos
VI. T RANSIENT / re YNAMIC UNA ANÁLISIS
Muchos artículos han aparecido en el análisis de transitorios / dinámica de SEIG [69], [84], [116]
- [127] y la mayoría de los estudios transitorios de generadores de inducción están relacionados
con la acumulación de tensión debido a la auto-excitación y la perturbación de carga. En [69], se
presenta el comportamiento transitorio de la SEIG corto derivación. Se ve que se puede sostener
transitorios de conmutación graves, tiene buena capacidad de sobrecarga, y puede volver a excitar
más sin carga después de la pérdida de la excitación. También se observa que, excepto por las
circunstancias más inusuales (el cortocircuito en los terminales de la máquina a través del
condensador en serie), el corto de derivación Seig suministros adecuados de corriente de defecto
para permitir el funcionamiento del dispositivo de protección contra sobrecorriente.
En [84], se presenta la acumulación de tensión de SEIG debido a la conmutación de
la batería de condensadores de tres fases a velocidad nominal sin carga. Se observa
que en función de los parámetros de la máquina, la tensión del generador se acumula
desde pequeño voltaje debido al magnetismo residual a su valor nominal en casi 1 s. En
[118], el análisis de transitorios de SEIG la alimentación de un motor de inducción (IM)
de capacitancia y la selección de los condensadores del SEIG se han discutido en [128] [134]. Malik et al.
[132] han demostrado que el requisito mínimo de capacitancia de SEIG es
inversamente proporcional al cuadrado de la velocidad y máximo reactancia de
magnetización saturada. Sridhar et al. [ 134] han discutido una metodología para elegir
el valor apropiado de condensadores para la regulación deseada de SEIG corto
derivación. Las configuraciones corto / largo shunt con fi de la SEIG dan un mejor
rendimiento en términos de regulación de la tensión que la simple shunt con fi
guración, pero la compensación utilizada en estas configuraciones fi causa el
problema de la resonancia subsincrónica mientras que el suministro de potencia a
inductivo y / o cargas dinámicas.
Una máquina síncrona sobreexcitado puede proporcionar compensación de
potencia reactiva [135], [136]. Pero lo hace en el Sacrificio de la generación de
energía activa como el devanado del generador síncrono está diseñado de una
clasificación específica de la corriente. Además, este método es algo compleja, y sólo
es rentable cuando se necesita una gran cantidad de compensación.
se ha investigado para analizar la idoneidad de la SEIG a la conmutación repentina, tal
como de partida de la IM. Se ve que el arranque fiable de un IM en SEIG es alcanzable
con el valor de la capacitancia determinado a través de investigación de estado
Un condensador fijo solo, presentado en [77], [115], no puede proporcionar la cantidad
adecuada de potencia reactiva necesaria por el generador de inducción a todas las
estacionario; sin embargo, la capacitancia debe ser aplicado en dos pasos: en primer
velocidades posibles y condiciones de carga. Incluso si condensadores fijos se utilizan para
lugar a la auto-excitar el generador, y el segundo, junto con el motor o después de
proporcionar el valor medio, la auto-excitación puede resultar en sobretensiones indebidas.
encender el motor.
A fi jo y cambió esquema condensadores presentado en [137] consiste en dos grupos
discretos de fijo y cambió condensadores, que proporcionan suficiente potencia reactiva
Wang et al. [ 119] han presentado el desempeño transitoria de SEIG autónomo bajo el
para un generador de inducción a través de su región de funcionamiento deseado de la
proceso de acumulación de tensión, de repente la desconexión de un condensador de
velocidad. El número de condensadores conmutados se mantiene al mínimo para
excitación y de repente la desconexión de dos condensadores de excitación. Se ve que
simplificar el circuito de conmutación, y sin embargo proporciona compensación de
cuando uno de los tres condensadores de excitación equilibradas se desconecta de la
potencia reactiva adecuada y variable. El controlador detecta la potencia reactiva dibujado
máquina, SEIG todavía puede mantener la auto-excitación y genera la tensión adecuada
por la máquina y en consecuencia proporciona la potencia reactiva necesaria para mejorar
en otras dos fases. Cuando dos de los condensadores de excitación threebalanced están
el factor de potencia a lo más cercano a la unidad como sea posible. Este método tiene
desconectados de la máquina, la tensión generada de la SEIG colapsa y se reduce
aplicaciones limitadas, ya que regula la tensión del terminal en pasos discretos.
gradualmente a cero. Wang et al. [ 120] han presentado un estudio comparativo de
derivación de largo y corto shunt con fi configuraciones sobre el rendimiento dinámico de
un SEIG aislado alimentación de una carga del motor de inducción. Los resultados
Los métodos anteriormente descritos de control de potencia reactiva tienen muchas
muestran que las largas fi guración de derivación estafadores pueden conducir a
desventajas y pueden no ser capaz de proporcionar la cantidad adecuada de potencia reactiva
oscilaciones no deseadas, mientras que el corto de derivación proporciona la mejor
bajo condiciones variables de entrada y / o de carga. El viento es la fuente de energía
regulación de voltaje. Levi et al. [ 59] han presentado un estudio experimental del
convencional principal que fluctúa altamente en la naturaleza, y la potencia producida a partir
comportamiento dinámico de SEIG. El énfasis se pone en la situación que conduce a un
del viento varía con el cubo de la velocidad [138]. compensadores de potencia reactiva (SVC)
colapso de tensión y la desmagnetización total de la máquina y de la velocidad variable
se han utilizado en sistemas de energía convencionales y también se pueden utilizar
del generador de inducción con una batería de condensadores fijo. rendimiento transitoria
convenientemente en sistemas de potencia aislados [142], donde se requiere el control
de SEIG trifásico durante faltas equilibradas y desequilibradas se presenta en [121],
continuo y rápido de la potencia reactiva.
teniendo en cuenta los efectos de la principal y cruzar reflujo de saturación para la
perturbación de carga, de tres fases, y la línea a línea de cortocircuito, la apertura de un
En [142], un SVC se ha utilizado para controlar la potencia reactiva de un sistema
condensador, dos condensadores y una sola línea en el banco de capacitores, la apertura
híbrido viento-diesel aislado en el que se utiliza el generador de inducción para los
de carga monofásica, la carga de dos fases, etc.
sistemas de viento y el generador síncrono es para un conjunto generador diesel. SVC
tiene una respuesta rápida y un control continuo de la potencia reactiva y ofrece un gran
número de ventajas sobre los esquemas de compensación de potencia reactiva
convencionales.
VII. V OLTAGE- do CONTROL UNA ASPECTOS
La necesidad de apoyo de la potencia reactiva y regulación de voltaje pobres son los dos
principales inconvenientes de los generadores de inducción.
VIII. PAG an paralelo O OPERACIÓN DE SEIG En los lugares donde están
disponibles en abundancia recursos naturales, por lo general SEIGs operar en paralelo
[115], [150] - [154] para utilizar
IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 20, NO. 2, junio de 2005
296
todo el potencial de los recursos naturales. La operación en paralelo de SEIG requiere una
son casi insignificantes. Se espera que mejores métodos de técnicas / de control de
amplia investigación en relación con diferentes aspectos de la operación en paralelo, como
tensión de la fuente reactivos harán que el SEIGmore adecuado para aplicaciones
influencia de las variaciones de los parámetros en el funcionamiento en paralelo, control VAR,
aisladas.
etc.
Bahrani et al. [ 150] estudiaron el comportamiento de control de voltaje de los
generadores de inducción de múltiples que funcionan en paralelo con un banco trifásico de
condensadores de excitación conectados a un bus y la carga común. Se ha informado de
que la regulación de voltaje en condiciones de carga variables se mejora mediante el
control de ya sea la capacitancia o la velocidad de uno o más generadores. En condiciones
de funcionamiento de tensión terminal controlado, se observa que la potencia reactiva
capacitiva y la velocidad (potencia activa / frecuencia) exigen aumento con el aumento de
la carga. Bajo la condición similar de voltaje terminal controlado, la frecuencia del sistema
también depende de la potencia de carga y el voltaje de terminal.
R EFERENCIAS
[1] RC Bansal, TS Bhatti, y DP Kothari, “Una revisión bibliográfica
en generadores de inducción para la aplicación de sistemas de energía no convencionales” IEEE
Trans. Convers energía., vol. 18, no. 3, pp. 433-439, Sep.
2003.
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sobre el rendimiento de SEIG conectado en paralelo que opera en modo autónomo. La
investigación describe el parámetro de influencia en el rendimiento de los generadores
individuales, así como en el sistema en su conjunto. Efectos de las desviaciones de los
parámetros en el reparto de poder, distribución de corriente, los requisitos de VAR, y en la
regulación de la tensión han sido examinados en este documento. resistencia del rotor se
encuentra que tiene la mayor influencia sobre el reparto de la corriente y la potencia de las
máquinas individuales y también en la frecuencia del terminal.
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paralelo, operando generadores sincrónicos en paralelo con generadores de
inducción [9], [10] también puede ser necesaria. Un análisis se ha realizado en [72] y
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IX. do CONCLUSIÓN
En los sistemas aislados, el uso de un SEIG ofrece muchas ventajas sobre un
generador síncrono. Es deseable que el coste de un sistema aislado debe ser muy baja
de modo que el costo de la energía producida a partir de que puede ser proporcionada
por la comunidad pobre que reside en un área aislada. El uso del SEIG en comparación
con el generador síncrono puede reducir considerablemente el coste del sistema. En este
artículo se ha presentado una revisión exhaustiva de la literatura sobre aspectos
importantes de SEIG tales como el proceso de auto-excitación y la acumulación de
tensión, el modelado, el estado de equilibrio y análisis transitorio, control de potencia /
tensión reactiva y el funcionamiento en paralelo. SEIGs han sido analizados
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RC Bansal ( SM'03) recibió el grado de Delhi ME Facultad de
1985.
Ingeniería, Delhi, India, en
1996, y el Ph.D. grado en el Indian Institute of Technolgy, Delhi,
[138] RC Bansal, TS Bhatti, y DP Kothari, “En algunos de los diseños
India, en 2003.
aspectos de los sistemas de conversión de energía eólica,” Convers energía. Gestionar.,
Actualmente, él está con la Facultad en el Departamento de Ingeniería
vol. 43, no. 16, pp. 2175-2187, noviembre de 2002.
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Eléctrica y Electrónica, Instituto Birla de Tecnología y Ciencia, Pilani, India.
generador ción” Electo. Syst poder. Res., no. 24, pp. 75-83, 1992. [140] B. Singh y LB
Ha publicado numerosos artículos en revistas internacionales / nacionales
Shilpakar, “Análisis de un voltaje de estado sólido novela
/ conferencias. Sus intereses de investigación incluyen el control de la
regulador para un generador de inducción auto-excitado,” Proc. Inst. Electo. Eng., General, de
potencia reactiva, la optimización del sistema de energía, y arti fi ciales
Transmisión. Distrib., vol. 145, no. 6, pp. 647-655, Nov. 1998. [141] AA Shaltout y MA Abdel-Halim,
técnicas de inteligencia en sistemas de potencia.
“control de estado sólido de viento
impulsada generador de inducción auto-excitado,” Electo. Mach. Syst poder., vol.
23, pp. 571-582, 1995.
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El Dr. Bansal es un LifeMember de la Sociedad India de Educación Técnica y miembro del
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