Topologia híbrida e métodos de controle aplicados à regulação de tensão de geradores de indução auto-excitados
Resumo
Esta tese de doutorado trata do estudo, análise e desenvolvimento de uma nova
topologia híbrida de regulação das tensões de sistemas isolados de microgeração empregando
geradores de indução auto-excitados. A topologia híbrida proposta considera um
sistema trifásico a quatro fios e emprega um compensador síncrono estático de distribuição
(DSTATCOM) em associação a bancos de capacitores comutáveis (BCC) para efetuar
a regulação das tensões terminais do gerador de indução. Como resultado da utilização
da topologia proposta, espera-se a regulação da amplitude das tensões terminais do gerador,
com efetiva redução da potência processada pelo DSTATCOM, independentemente
da característica da carga aplicada. Considera-se, portanto, a compensação de correntes
reativas do sistema em termos de fase, amplitude e forma, realizada a partir de sistema
de controle adequado. A estrutura de controle aplicada ao controle do DSTATCOM e
à comutação dos BCC, garante a regulação das tensões com reduzida taxa de distorção
harmônica (THD) e reduzido fator de desequilíbrio de tensão (FD), além de manter as
correntes do gerador senoidais e balanceadas. Neste trabalho também são investigadas
duas formas distintas de controle de frequência a partir do controle eletrônico de carga:
(i) carga auxiliar controlada por elemento chopper conectada ao barramento CC do DSTATCOM
e (ii) carga auxiliar controlada por elemento chopper conectada ao barramento
CA do sistema através de retificador trifásico não-controlado. Resultados de simulação e
resultados experimentais são apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho
da topologia híbrida proposta na regulação das tensões e frequência do sistema. O sistema
é testado mediante transitórios de cargas trifásicas e monofásicas, lineares e não-lineares,
resistivas e reativas.