Modelado y validación de las técnicas de conmutación aplicadas al convertidor de potencia de back-to-back conectado a una turbina eólica basada en DFIG para análisis armónico
Autores: Hernández-Mayoral, Emmanuel; Dueñas-Reyes, Efraín; Iracheta-Cortez, Reynaldo; Campos-Mercado, Eduardo; Torres-García, Vicente; Uriza-Gosebruch, Rafael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
La mayoría de los problemas de calidad de energía para las redes eléctricas conectadas a Generadores de Inducción de Doble Alimentación (DFIGs) incluyen parpadeo, variaciones del perfil de voltaje RMS e inyección de armónicos debido al conmutación en convertidores de energía. Estos convertidores tienen diferentes topologías, siendo la topología de conexión directa (B2B) la más explotada en sistemas trifásicos de alta potencia. Por lo tanto, en este artículo se propone un modelo de un DFIG conectado al convertidor de energía B2B al cual se implementan diferentes técnicas de conmutación para estudios de propagación de interarmónicos. Las técnicas de conmutación implementadas incluyen la Modulación de Ancho de Pulso Sinusoidal (SPWM), la inyección de tercer armónico Modulación de Ancho de Pulso (THIPWM) y la Modulación de Vector Espacial (SVPWM), para reducir el índice de Distorsión Armónica Total (THD) de voltaje y corriente en ambos devanados de la máquina. El software MATLAB-Simulink se utiliza para modelar y simular el convertidor de energía B2B y las técnicas de conmutación. El modelo propuesto se valida con un prototipo experimental que incluye un DFIG de 3 kW, un motor de 10 HP, una caja de cambios con una relación de transmisión de 4.5:1, un convertidor de energía B2B y un transformador trifásico que conecta el sistema a la red eléctrica. Finalmente, se muestra que los resultados obtenidos de las pruebas experimentales corroboran el correcto funcionamiento del modelo propuesto.
Descripción
La mayoría de los problemas de calidad de energía para las redes eléctricas conectadas a Generadores de Inducción de Doble Alimentación (DFIGs) incluyen parpadeo, variaciones del perfil de voltaje RMS e inyección de armónicos debido al conmutación en convertidores de energía. Estos convertidores tienen diferentes topologías, siendo la topología de conexión directa (B2B) la más explotada en sistemas trifásicos de alta potencia. Por lo tanto, en este artículo se propone un modelo de un DFIG conectado al convertidor de energía B2B al cual se implementan diferentes técnicas de conmutación para estudios de propagación de interarmónicos. Las técnicas de conmutación implementadas incluyen la Modulación de Ancho de Pulso Sinusoidal (SPWM), la inyección de tercer armónico Modulación de Ancho de Pulso (THIPWM) y la Modulación de Vector Espacial (SVPWM), para reducir el índice de Distorsión Armónica Total (THD) de voltaje y corriente en ambos devanados de la máquina. El software MATLAB-Simulink se utiliza para modelar y simular el convertidor de energía B2B y las técnicas de conmutación. El modelo propuesto se valida con un prototipo experimental que incluye un DFIG de 3 kW, un motor de 10 HP, una caja de cambios con una relación de transmisión de 4.5:1, un convertidor de energía B2B y un transformador trifásico que conecta el sistema a la red eléctrica. Finalmente, se muestra que los resultados obtenidos de las pruebas experimentales corroboran el correcto funcionamiento del modelo propuesto.