Un generador d’inducció de doble alimentació, tal com el seu nom indica, és un generador d’inducció trifàsica on els bobinatges del rotor i l’estator s’alimenten amb senyal de corrent altern trifàsic. Consisteix en bobinats multifàsics col·locats tant al cos del rotor com de l’estator. També consta d’un conjunt d’anells lliscants multifàsics per transferir energia al rotor. Normalment s’utilitza per generar electricitat en generadors d’aerogeneradors.

Abans d’anar a més detalls sobre un generador d’inducció de doble alimentació utilitzat en generadors de turbines eòliques, tinguem una breu idea sobre la generació d’energia mitjançant energia eòlica.

Com ja coneixem, l’energia eòlica és recentment una de les fonts d’energia renovables més utilitzades. Les grans turbines es fan girar segons el vent del vent i, per tant, es genera electricitat. En general, els generadors de turbines eòliques funcionen en un rang de velocitat del vent entre la velocitat de tall (velocitat mínima del vent necessària perquè el generador es connecti a la xarxa elèctrica) i la velocitat de tall (velocitat màxima del vent necessària perquè el generador es desconnecti de la xarxa elèctrica) ).

4 tipus de generadors de turbines eòliques:

Tipus 1: consisteix en un generador d’inducció de gàbies d’esquirols connectat directament a la xarxa elèctrica. S'utilitza per a una petita gamma de velocitat del vent.
Tipus 2: consisteix en un convertidor AC-DC-AC a més del generador d’inducció abans de connectar-se a la xarxa elèctrica.
Tipus 3: consisteix en un generador d’inducció del rotor enrotllat connectat directament a la xarxa, on la velocitat dels rotors s’ajusta mitjançant un reòstat.
Tipus 4: consisteix en un generador d'inducció de doble alimentació connectat directament a la xarxa, on la velocitat del rotor s'ajusta mitjançant convertidors d'esquena a esquena.

Introducció bàsica a la generació d’electricitat a partir de l’energia eòlica mitjançant el generador d’inducció de doble alimentació.

El DFIG consta d’un rotor de bobina trifàsica i un estator de bobina trifàsic. El rotor s’alimenta amb un senyal de corrent altern trifàsic que indueix un corrent altern en els bobinats del rotor. A mesura que els aerogeneradors giren, exerceixen una força mecànica sobre el rotor, cosa que fa que giri. A mesura que el rotor gira, el camp magnètic produït a causa del corrent altern també gira a una velocitat proporcional a la freqüència del senyal altern aplicada als bobinatges del rotor. Com a resultat, un flux magnètic en rotació constant passa pels bobinatges de l’estator i provoca la inducció de corrent altern en el bobinat de l’estator. Així, la velocitat de rotació del camp magnètic de l’estator depèn de la velocitat del rotor, així com de la freqüència del corrent altern alimentat als bobinatges del rotor.

El requisit bàsic per a la generació d’electricitat mitjançant energia eòlica és produir un senyal de corrent altern de freqüència independentment de la velocitat del vent. En altres paraules, la freqüència del senyal de corrent altern generada a través de l’estator ha de ser constant independentment de les variacions de velocitat del rotor. Per aconseguir-ho, cal ajustar la freqüència del senyal de corrent altern aplicada als bobinatges del rotor.

“tècniques de depuració en proves de programari ”

Un sistema de generació d’energia eòlica que utilitza un generador d’inducció de doble alimentació

La freqüència del senyal de corrent altern augmenta a mesura que disminueix la velocitat del rotor i té una polaritat positiva i viceversa. Per tant, s’ha d’ajustar la freqüència del senyal del rotor de manera que la freqüència del senyal de l’estator sigui igual a la freqüència de la línia de xarxa. Això es fa ajustant la seqüència de fase dels bobinats del rotor de manera que el camp magnètic del rotor estigui en la mateixa direcció que el rotor del generador (en cas de disminució de la velocitat del rotor) o en direcció oposada al rotor del generador (en cas d’augmentar la velocitat del rotor) ).

Tot el sistema consta de dos convertidors esquena-esquena: un convertidor lateral de la màquina i un convertidor lateral de xarxa, connectats al bucle de retroalimentació del sistema. El convertidor lateral de la màquina s’utilitza per controlar les potències actives i reactives controlant els components d-q del rotor i també el parell i la velocitat de la màquina. El convertidor lateral de la xarxa s’utilitza per mantenir una tensió d’enllaç de CC constant i garanteix el funcionament del factor de potència d’unitat fent que la potència reactiva extreta de la xarxa elèctrica sigui zero. Un condensador està connectat entre els dos convertidors de manera que actua com una unitat d'emmagatzematge d'energia. Aquesta disposició esquena amb esquena proporciona una sortida de freqüència fixa de tensió fixa independentment de la freqüència variable, sortida de tensió variable del generador. Altres aplicacions dels generadors d’inducció són els sistemes d’emmagatzematge d’energia amb volants, les centrals elèctriques d’emmagatzematge bombat, els convertidors d’energia que alimenten una xarxa elèctrica ferroviària des de la xarxa pública on es fixa la freqüència.

Una mica de coneixement sobre el sistema sencer de generació d’energia eòlica

Tot el sistema consta dels components següents:

El principi de funcionament d’un generador d’inducció de doble alimentació

Un aerogenerador: L’aerogenerador sol ser un ventilador format per 3 pales que giren quan el vent l’influeix. L'eix de rotació ha d'estar alineat amb la direcció del vent.
Caixa de canvis: És un sistema mecànic d'alta precisió que utilitza un mètode mecànic per convertir l'energia d'un dispositiu a un altre.
Generador d'inducció de doble alimentació: És un generador elèctric que s’utilitza per convertir l’energia mecànica en energia elèctrica que té forma de freqüència variable.
Convertidor lateral de quadrícula: Es tracta d’un circuit convertidor AC-DC que s’utilitza per proporcionar una tensió CC regulada a l’inversor. S'utilitza per mantenir una tensió d'enllaç de CC constant.
Convertidor lateral del rotor: Es tracta d’un inversor de CC-CA que s’utilitza per proporcionar una tensió de CA controlada al rotor.

5 raons per les quals es prefereix la generació d’energia eòlica mitjançant un motor d’inducció de doble alimentació

Senyal de sortida de freqüència constant a la xarxa independentment de la velocitat variable del rotor.
Es requereix una potència baixa per als dispositius electrònics de potència i, per tant, un baix cost del sistema de control.
El factor de potència es controla, és a dir, es manté a la unitat.
Generació d’energia elèctrica a baixa velocitat del vent.
El convertidor electrònic de potència ha de gestionar la fracció de la càrrega total, és a dir, del 20-30% i el cost d’aquest convertidor és també baix que en el cas dels altres tipus de generadors.

Alguna cosa per pensar!

Tot el que he donat és una introducció bàsica sobre la generació d’energia eòlica mitjançant un generador d’inducció de doble alimentació. A continuació, doneu les vostres opinions sobre les diverses tècniques de control per controlar el senyal de corrent altern alimentat al rotor.