Um gerador de indução Doubly Fed como o próprio nome sugere é um gerador de indução trifásico em que os enrolamentos do rotor e do estator são alimentados com sinal CA trifásico. Consiste em enrolamentos multifásicos colocados nos corpos do rotor e do estator. Ele também consiste em um conjunto de anel deslizante multifásico para transferir energia para o rotor. Normalmente é usado para gerar eletricidade em geradores de turbinas eólicas.

Antes de entrar em detalhes sobre um gerador de indução Double Fed usado em geradores de turbina eólica, vamos ter uma breve ideia sobre a geração de energia usando energia eólica.

Como já sabemos, a energia eólica é recentemente uma das fontes renováveis de energia mais utilizadas. Grandes turbinas são feitas para girar de acordo com o sopro do vento e, consequentemente, eletricidade é gerada. Geralmente, os geradores de turbina eólica funcionam em uma faixa de velocidade do vento entre o corte na velocidade (velocidade mínima do vento necessária para o gerador se conectar à rede elétrica) e a velocidade de corte (velocidade máxima do vento necessária para o gerador se desconectar da rede elétrica )

4 tipos de geradores de turbina eólica:

Tipo 1: Consiste em um gerador de indução em gaiola de esquilo conectado diretamente à rede elétrica. É usado para uma pequena faixa de velocidade do vento.
Tipo 2: Consiste em um conversor CA-CC-CA além do gerador de indução antes de ser conectado à rede elétrica.
Tipo 3: Consiste em um gerador de indução de rotor enrolado conectado diretamente à rede, onde a velocidade dos rotores é ajustada por meio de um reostato.
Tipo 4: Consiste em um Gerador de Indução Double Fed conectado diretamente à rede, onde a velocidade do rotor é ajustada por meio de conversores back to back.

Introdução básica à geração de eletricidade a partir da energia eólica utilizando Double Fed Induction Generator.

O DFIG consiste em um rotor de três fases e um estator de três fases. O rotor é alimentado com um sinal CA trifásico que induz uma corrente CA nos enrolamentos do rotor. Conforme as turbinas eólicas giram, elas exercem força mecânica no rotor, fazendo com que ele gire. Conforme o rotor gira, o campo magnético produzido pela corrente CA também gira a uma velocidade proporcional à frequência do sinal CA aplicado aos enrolamentos do rotor. Como resultado, um fluxo magnético em rotação constante passa pelos enrolamentos do estator, o que causa indução de corrente CA no enrolamento do estator. Assim, a velocidade de rotação do campo magnético do estator depende da velocidade do rotor, bem como da frequência da corrente CA alimentada aos enrolamentos do rotor.

O requisito básico para a geração de eletricidade usando energia eólica é produzir um sinal CA de frequência constante, independentemente da velocidade do vento. Em outras palavras, a frequência do sinal CA gerado através do estator deve ser constante, independentemente das variações da velocidade do rotor. Para conseguir isso, a frequência do sinal CA aplicado aos enrolamentos do rotor precisa ser ajustada.

“diferentes tipos de interruptores de luz ”

Um sistema de geração de energia eólica usando gerador de indução de alimentação dupla

A frequência do sinal CA do rotor aumenta conforme a velocidade do rotor diminui e é de polaridade positiva e vice-versa. Assim, a frequência do sinal do rotor deve ser ajustada de forma que a frequência do sinal do estator seja igual à frequência da linha da rede. Isso é feito ajustando a sequência de fase dos enrolamentos do rotor de modo que o campo magnético do rotor esteja na mesma direção do rotor do gerador (em caso de diminuição da velocidade do rotor) ou na direção oposta do rotor do gerador (em caso de aumento da velocidade do rotor )

Todo o sistema consiste em dois conversores back to back - um conversor do lado da máquina e um conversor do lado da grade, conectados na malha de feedback do sistema. O conversor do lado da máquina é usado para controlar as potências ativa e reativa, controlando os componentes d-q do rotor e também o torque e a velocidade da máquina. O conversor do lado da rede é usado para manter uma tensão do barramento CC constante e garante a operação do fator de potência da unidade, fazendo com que a potência reativa retirada da rede elétrica seja zero. Um capacitor é conectado entre os dois conversores de forma que ele atue como uma unidade de armazenamento de energia. Este arranjo back to back fornece uma tensão fixa de saída de frequência fixa, independentemente da frequência variável, saída de tensão variável do gerador. Outras aplicações dos geradores de indução são sistemas de armazenamento de energia de volante, usinas de armazenamento bombeado, conversores de energia alimentando uma rede ferroviária de rede pública onde a frequência é fixa.

“circuito conversor de digital para analógico ”

Um pouco de conhecimento sobre todo o sistema de geração de energia eólica

Todo o sistema consiste nos seguintes componentes:

O princípio de funcionamento de um gerador de indução de alimentação dupla

Uma turbina eólica: A turbina eólica é normalmente um ventilador que consiste em 3 pás que giram quando o vento bate nela. O eixo de rotação deve estar alinhado com a direção do vento.
Caixa de velocidade: É um sistema mecânico de alta precisão que usa um método mecânico para converter energia de um dispositivo para outro.
Gerador de indução Double Fed: É um gerador elétrico usado para converter energia mecânica em energia elétrica que está na forma de frequência variável.
Conversor do lado da grade: É um circuito conversor AC-DC que é usado para fornecer uma tensão DC regulada ao inversor. É usado para manter uma tensão do barramento CC constante.
Conversor do lado do rotor: É um inversor DC-AC que é usado para fornecer tensão AC controlada para o rotor.

5 razões pelas quais a geração de energia eólica usando motor de indução duplamente alimentado é preferida

Sinal de saída de frequência constante para a grade, independentemente da velocidade variável do rotor.
Classificação de baixa potência necessária para os dispositivos eletrônicos de potência e, portanto, baixo custo do sistema de controle.
O fator de potência é controlado, ou seja, mantido na unidade.
Geração de energia elétrica com baixa velocidade do vento.
O conversor eletrônico de potência tem que lidar com a fração da carga total, ou seja, 20-30% e também o custo desse conversor é baixo do que no caso de outros tipos de geradores.

Algo para pensar!

Tudo o que eu dei é uma introdução básica sobre a geração de energia eólica usando um gerador de indução de alimentação dupla. A seguir, dê sua opinião sobre as várias técnicas de controle para controlar o sinal CA alimentado ao rotor.

Créditos de imagem: Um sistema de geração de energia eólica usando gerador de indução de alimentação dupla da Labvolt