ES2345411T3 - Un circuito convertidor con un generador asincronico de doble alimentacion con salida de potencia variable y un procedimiento para su funcionamiento. - Google Patents
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Abstract
Circuito convertidor (4) con un generador asincrónico de doble alimentación (2) con una salida de potencia variable, el cual puede ser conectado a través de su estator (6) con una red de distribución de tensión (14), en particular para un generador de energía eólica, con un rectificador del rotor (16) con dos salidas de tensión de corriente continua (26a,b), las cuales se pueden conectar al rotor (8) del generador asincrónico (2), con un inversor de la red de distribución (20) con dos entradas de tensión de corriente continua (42a,b) y con un circuito intermedio (18) que conecta en cada caso una de las salidas de tensión de corriente continua (26a,b) con una de las entradas de tensión de corriente continua (42a,b) a través de una línea de conexión (28a,b), en el que el circuito intermedio (18) incluye un conmutador de semiconductor (32) dispuesto entre las salidas de tensión de corriente continua (26a,b), un condensador del circuito intermedio (40) dispuesto entre las entradas de tensión de corriente continua (42a,b) y un diodo (38) dispuesto en una de las líneas de conexión (28a,b) entre el conmutador de semiconductor (32) y el condensador del circuito intermedio (40), en el que una de las líneas de conexión (28a,b) incluye una bobina de reactancia (30) conectada en serie con el diodo (38), dispuesta entre el conmutador de semiconductor (32) y las salidas de tensión de corriente continua (26a,b) y en el que la tensión nominal (UN) en el rotor 8 es más alta, en particular por lo menos aproximadamente de dos o cuatro veces más alta que la tensión nominal (UN) del estator (6).
Description
Un circuito convertidor con un generador
asincrónico de doble alimentación con salida de potencia variable y
un procedimiento para su funcionamiento.
La invención se refiere a un circuito
convertidor con un generador asincrónico de doble alimentación con
una salida de potencia variable que puede ser conectado a una red
de distribución de tensión, en particular para un generador de
energía eólica y un procedimiento para el funcionamiento de un
circuito convertidor de este tipo.
Los generadores asincrónicos con salida de
potencia variable actualmente son utilizados muy ampliamente en el
campo de la generación de energía. En particular éstos se utilizan
en los generadores de energía eólica, cuya salida de potencia
naturalmente fluctúa fuertemente con el viento que prevalece en cada
momento. En los generadores asincrónicos de este tipo una velocidad
de funcionamiento variable es una gran ventaja. Un generador de
energía eólica con una velocidad variable permite una mejor
utilización del viento suave y presenta menos tensiones mecánicas
para la torre del generador de energía eólica cuando el viento es
fuerte.
Para el funcionamiento de un generador
asincrónico apropiado se requiere un circuito convertidor entre el
generador y la red de distribución de tensión, dentro de la cual el
generador asincrónico puede alimentar energía. Los circuitos
convertidores para generadores asincrónicos de doble alimentación en
turbinas eólicas son utilizados muy ampliamente y por regla general
tienen un inversor de corriente alterna en el lado del rotor,
condensadores del circuito intermedio y un convertidor en el lado de
la red de distribución. Un circuito convertidor clásico de este
tipo para un generador asincrónico de doble alimentación ofrece
ambas ventajas mencionadas antes, pero es correspondientemente
caro.
A partir del documento US 7,015,595 B2 es
conocida en la técnica una solución simple para un generador
asincrónico de doble alimentación el cual ofrece una regulación de
la velocidad en la gama sub-sincrónica. Aquí
"sub-sincrónica/super-sincrónica"
se refiere a la denominada velocidad giratoria sincrónica, esto es
la velocidad giratoria nominal del generador asincrónico e indica
una velocidad giratoria del rotor que es inferior o mayor que la
velocidad giratoria sincrónica, respectivamente.
El rendimiento energético a bajas velocidades el
viento por lo tanto se incrementa. En el caso de un incremento
repentino de la velocidad del aire, sin embargo, las cargas en la
torre de la turbina eólica no se mitigan.
A partir del documento DE 10 2004 003 657 A1 es
conocida en la técnica una solución para turbinas eólicas con
generadores asincrónicos con un rotor en cortocircuito y un
accionamiento electrónico de potencia para salidas de potencia
menores con una mejor utilización de la energía eólica a bajas
velocidades del viento. Aquí también las cargas en la torre de la
turbina eólica no se mitigan en el caso de incrementos repentinos
de la velocidad del viento.
A partir de la técnica anterior es conocida en
la técnica una opción alternativa para mitigar las cargas en la
torre. Aquí, una resistencia que se introduce dentro del circuito
del rotor se activa en el caso de velocidades del viento más
elevadas. La corriente del rotor fluye entonces a través de la
resistencia. Por este medio la turbina eólica puede incrementar su
velocidad giratoria, energía eólica adicional se almacena en forma
de energía cinética adicional de la turbina eólica y las cargas en
la torre se mitigan mecánicamente. Puesto que las cargas en la
torre se mitigan mecánicamente, el diseño de la torre se puede
ejecutar de una manera más simple y más rentable. El circuito
"Optislip" con la resistencia está colocado completamente en el
rotor o gira con el último, por lo tanto no están presentes anillos
de contacto. La energía del rotor calienta la resistencia y por
este medio el rotor y por lo tanto también el generador. Por lo
tanto en la práctica un funcionamiento
súper-sincrónico para el propósito de mitigar las
cargas en la torre está limitada a un pequeño porcentaje durante un
corto período de tiempo.
Además, a partir del documento US 2003/0151259
A1 es conocido en la técnica un circuito convertidor para un
generador asincrónico de doble alimentación con una salida de
potencia variable que se puede conectar a través de un estator a
una red de distribución de suministro de potencia. En el rotor del
generador asincrónico un convertidor de potencia con un circuito
intermedio conectado a la red de distribución de suministro de
potencia es conocido en la técnica. En el lado de la red de
distribución este convertidor de potencia tiene un rectificador y
en el lado del generador un inversor.
Al igual que en la técnica conocida a partir del
documento EP 1 313 206 A2, según la técnica anterior se cita un
convertidor de refuerzo para estar provisto en el interior de un
convertidor de potencia que consiste en un rectificador de entrada,
un circuito intermedio y un inversor de salida.
El objeto de la presente invención es
especificar un circuito convertidor mejorado con un generador
asincrónico con una salida de potencia variable.
El objeto se consigue por medio de un circuito
convertidor con un generador asincrónico de doble alimentación con
una salida de potencia variable que se puede conectar a través de su
estator a una red de distribución de tensión, en particular para un
generador de energía eólica. El circuito convertidor comprende un
rectificador del rotor que se puede conectar al rotor del generador
asincrónico, con dos salidas de tensión de corriente continua y un
inversor de la red de distribución que se puede conectar a la red de
distribución de tensión, con dos entradas de tensión de corriente
continua. El circuito convertidor adicionalmente incluye un circuito
intermedio, el cual en cada caso conecta una de las salidas de
tensión de corriente continua con una de las entradas de tensión de
corriente continua a través de una línea de conexión. El circuito
intermedio tiene un conmutador de semiconductor dispuesto entre las
salidas de tensión de corriente continua y un condensador del
circuito intermedio dispuesto entre las entradas de tensión de
corriente continua. Además el circuito intermedio incluye un diodo
dispuesto en las líneas de conexión entre el conmutador de
semiconductor y el condensador del circuito intermedio.
Los devanados del rotor del rotor que suministra
la tensión de corriente alterna por lo tanto se conducen a través
de anillos de contacto al rectificador del rotor, como norma
general, un rectificador de diodo. El último convierte las
tensiones y corrientes de corriente alterna que provienen del rotor
en una tensión de corriente continua entre las salidas de tensión
de corriente continua. Esta tensión rectificada puede ser
cortocircuitada a través de un conmutador de semiconductor. El
generador asincrónico entonces se comporta como un generador con un
rotor en cortocircuito. El inversor, el cual está orientado hacia la
red de distribución de tensión, está separado de ese modo del lado
del generador, esto es del rotor, puesto que el diodo esta
polarizado de una manera no conductora, es decir en la dirección
opuesta.
Por medio de la solución según la invención la
gama súper-sincrónica del generador es extensa,
puesto que el exceso de energía no se disipa en una resistencia,
sino que en cambio se alimenta dentro de la red de distribución de
tensión. Aquí los diodos requeridos en el rectificador son más
rentables comparados con las soluciones de la técnica conocida con
un convertidor del rotor en el lado del generador. La solución total
es significativamente más barata que una medida estructural
correspondiente para el refuerzo de la torre en una turbina
eólica.
Un generador asincrónico con un rotor en
cortocircuito, en particular en una turbina eólica, normalmente
arranca a través de un arrancador lento (W3C). Con el circuito
convertidor según la invención no se requiere el arrancador lento.
El generador asincrónico, y por lo tanto el generador de energía
eólica, de hecho arranca de una manera simple. La corriente
rectificada del rotor puede ser controlada por medio de un
conmutador de semiconductor y la energía del rotor se puede
transferir de una manera controlada al circuito intermedio. El
inversor entonces alimenta esta energía hacia delante dentro de la
red de distribución de tensión. El generador de energía eólica
arranca entonces de la misma manera en la que lo hace con una
resistencia del rotor, excepto en que la energía no se disipa en
una resistencia, sino que en cambio se retroalimenta a la red de
distribución.
La turbina eólica se puede arrancar de otra
manera, es decir, si el inversor de la red de distribución está
conectado a la red de distribución y el condensador del circuito
intermedio está cargado. La tensión del circuito intermedio a
través del condensador del circuito intermedio, esto es entre las
entradas de tensión de corriente continua y las salidas de tensión
de corriente continua del rectificador es entonces más elevada que
la tensión en la red de distribución, es decir, su valor pico, y es
por ejemplo 1050 V para una tensión de red de distribución de 3*690
V. Los devanados del estator del generador asincrónico no están
entonces conectados a la red de distribución. El aire acelera el
generador funcionando en un modo del circuito abierto. Cuando la
velocidad del generador ha alcanzado casi la velocidad sincrónica,
el devanado del estator se conecta a la red de distribución. El
conmutador de semiconductor, el cual funciona como un cortocircuito
del rotor, continúa aquí permaneciendo abierto en otras palabras es
no conductor.
El circuito convertidor según la invención es
rentable, capacita que el generador funcione a una velocidad
súper-sincrónica y se facilita que se mitiguen las
cargas en el diseño de la torre de energía eólica. En la gama
súper-sincrónica son posibles velocidades
variables.
Una de las líneas de conexión incluye una bobina
de reactancia distinta, dispuesta en serie con el diodo, entre el
conmutador de semiconductor y las salidas de tensión de corriente
continua. En interacción con la bobina de reactancia el conmutador
de semiconductor y el condensador del circuito intermedio actúan
como una clase de convertidor de refuerzo para la tensión
suministrada desde el rotor del generador asincrónico según su
rectificación. En particular cuando el conmutador de semiconductor
está abierto la corriente que fluye en el circuito intermedio se
mantiene por lo tanto por medio de la bobina de reactancia. Para el
funcionamiento del circuito como por ejemplo un convertidor de
refuerzo, sin embargo, también es posible utilizar sólo las bobinas
de reactancia parásitas que siempre están presentes en el generador
asincrónico (rotor) como una alternativa, si las dimensiones del
componente lo permiten.
La tensión nominal en el rotor del generador
asincrónico es más alta que la tensión nominal del estator. En
particular aquélla puede ser por lo menos de dos a cuatro veces más
alta. Los devanados del roto están entonces diseñados por ejemplo
para una tensión más elevada como por ejemplo doble o cuádruple,
comparados con los devanados de la armadura.
Si el devanado del rotor del generador
asincrónico está diseñado, por ejemplo, para el doble de tensión del
devanado de la armadura, la tensión del rotor en el caso de un 10%
de desviación súper-sincrónica del generador
asincrónico es igual al 20% de tensión de la red de distribución. Si
la velocidad del rotor alcanza un 50% de desviación, la tensión del
rotor es del 100%, es decir, 3*690 V a 25 Hz en el ejemplo anterior.
Esta tensión, también su valor pico, es todavía menor que la
tensión del circuito intermedio de 1050 V, como resultado de lo
cual la corriente del rotor todavía no puede fluir desde el rotor
dentro del condensador del circuito intermedio y por lo tanto
dentro de la red de distribución de tensión. Aquí el convertidor de
refuerzo anteriormente mencionado es entonces necesario, de modo
que el condensador del circuito intermedio pueda ser cargado a
partir del rotor. Para una relación de tensión del rotor con
respecto al estator de dos la velocidad mínima del rotor a la cual
el estator, esto es los devanados de la armadura, puede ser
conmutados dentro de la red de distribución es por lo tanto el 50%
de la velocidad sincrónica.
Si el estator está conectado dentro de la red de
distribución de tensión y la tensión del rotor es menor que la
tensión del circuito intermedio, el generador asincrónico se acelera
adicionalmente y la tensión del rotor inducida se hace todavía
menor, cuanto más alta se hace la velocidad, es decir cuando más
cerca está de la velocidad sincrónica.
Si la tensión del rotor al alcanzar la velocidad
sincrónica por último alcanza un valor próximo a cero, el
conmutador de semiconductor se conecta, es decir, está en
cortocircuito. El generador asincrónico entonces se comporta como
un generador asincrónico con un rotor en cortocircuito. Este
comportamiento es mantenido por el generador asincrónico durante
tanto tiempo como el conmutador de semiconductor es conductor.
Si el conmutador de semiconductor se desconecta
brevemente, la corriente del rotor rectificada otra vez fluye en el
circuito intermedio. Si la fuerza del viento incrementa ahora
repentinamente, el generador asincrónico se puede acelerar por este
medio.
El generador asincrónico puede estar diseñado
para dos velocidades sincrónicas (velocidades giratorias nominales),
por ejemplo, 1000 rpm y 1500 rpm. Se puede introducir entonces una
regulación de la velocidad súper-sincrónica para
ambas velocidades. Para bajas velocidades la gama de regulación es
significativamente mayor que para velocidades más altas. Para una
velocidad sincrónica baja la salida del generador es
significativamente menor y por esta razón la salida del convertidor
del rotor permisible como un parámetro impuesto del convertidor es
relativamente más alta con relación a la salida del generador. Por
lo tanto las características de regulación a una velocidad
sincrónica baja son significativamente más extensas.
Por ejemplo, para un generador de 1 MW con una
velocidad de giro nominal desde 1500 rpm la salida de potencia real
a una velocidad giratoria n = 1000 rpm es igual a 296 kW, en virtud
del factor 10003/15003. Si la salida del convertidor del rotor está
diseñada para un 20% de la salida del generador (200 kW), la
velocidad máxima es 6,3% más alta, es decir, se permite una
velocidad giratoria máxima de n = aproximadamente 1600 rpm. Sin
embargo, a la velocidad giratoria nominal más baja esto es n = 1000
rpm y la salida nominal de 296 kW, el incremento dinámico en
velocidad con una salida del convertidor del rotor de 200 kW es
aproximadamente el 19%, esto es significativamente más elevada que
el 6,3%. Por lo tanto el acoplamiento del generador asincrónico, es
decir la turbina eólica, a velocidades bajas del viento es muy
flexible y el rendimiento energético a bajas velocidades es
significativamente mejor que lo es en el caso de turbinas eólicas
con una velocidad de giro nominal constante.
Con respecto al procedimiento el objeto se
consigue por medio de un procedimiento para el funcionamiento de un
circuito convertidor como se ha aclarado antes, en el cual el
conmutador de semiconductor se mantiene cerrado durante el
funcionamiento sub-sincrónico del generador
asincrónico y en funcionamiento sincrónico y
súper-sincrónico del generador asincrónico cuando
el conmutador de semiconductor está abierto, por lo menos durante
algunos periodos de tiempo.
El procedimiento de regulación es simple. Si el
conmutador de semiconductor está abierto durante un corto período
de tiempo, es decir, está conmutado en un estado no conductor, la
corriente rectificada del rotor, en particular cuando se utiliza la
bobina de reactancia distinta citada antes en este documento, fluye
hacia delante dentro del condensador del circuito intermedio. La
tensión a través del condensador del circuito intermedio tiende a
incrementar, pero el inversor de la red de distribución descarga el
condensador del circuito intermedio y mantiene constante la tensión
del circuito intermedio. La energía desde el rotor del generador
asincrónico por lo tanto fluye dentro de la red de distribución de
tensión. Este es el denominado principio del generador de inducción
de doble alimentación
(DFIG-double-fed induction
generator). Aquí cuánto más tiempo el conmutador de semiconductor
está abierto durante el ciclo de conmutación, más alta se hace la
tensión del rotor y mayor es la energía del rotor emitida de
salida. Como resultado la velocidad del rotor también aumenta, la
turbina eólica de ese modo alimenta energía a través de los
devanados del estator y los devanados del rotor dentro de la red de
distribución de tensión, el principio del generador de inducción de
doble alimentación está en funcionamiento.
Incluso aunque el diodo esté bloqueado o del
generador asincrónico esté estacionario, el inversor continúa
estando conectado al lado de la red de distribución y puede
permanecer en funcionamiento. Esto hace posible la compensación del
factor de potencia, la regulación de la tensión de la red de
distribución o la regulación del coseno \varphi. El inversor
puede entonces distribuir potencia capacitiva o inductiva reactiva a
la red de distribución de tensión como se requiera y por lo tanto
mantener el factor de potencia del generador cerca de 1 o
estabilizar la tensión de la red de distribución como se requiera.
La producción de la potencia reactiva capacitiva incrementa la
tensión de la red de distribución, la aceptación de potencia
reactiva inductiva desciende la tensión de la red de
distribución.
En otros aspectos el procedimiento según la
invención ya ha sido aclarado, junto con sus ventajas, en relación
con el circuito convertidor según la invención.
Para una descripción adicional de la invención
de hace referencia a los ejemplos de la forma de realización de los
dibujos. En un diagrama esquemático:
\newpage
la figura 1 muestra un generador asincrónico de
una instalación de energía eólica con un circuito convertidor según
la invención.
La figura 1 muestra un generador asincrónico 2
de una instalación de energía eólica, no representada, con un
circuito convertidor relacionado 4 según la invención. El generador
asincrónico 2 comprende un estator 6 y un rotor 8, que tienen
conexiones del estator 10 y conexiones del rotor 12,
respectivamente. Las conexiones del estator 10 están conectadas a
una red de distribución de tensión 14 con una tensión nominal UN =
3*690 V. El rotor 8, accionado por la turbina eólica y la
transmisión del generador de energía eólica, no representada, está
conectado al circuito convertidor 4 con sus conexiones del rotor 12.
El generador asincrónico 2 está diseñado para dos velocidades
sincrónicas diferentes ns1,2 de 1000 y 1500 rpm.
El circuito convertidor 4 tiene esencialmente
tres subcircuitos, esto es un rectificador 16, un circuito
intermedio 18 y un inversor 20. El rectificador 12 tiene entradas
de tensión de corriente alterna 22, las cuales están conectadas a
las conexiones del rotor 12 del generador asincrónico 2 y a través
de las cuales tensión de corriente alterna o corriente alterna es
transferida desde el rotor 8 al rectificador 16. En el rectificador
16 las entradas de tensión de corriente alterna 22 están conectadas
a través de diodos 24 a salidas de tensión de corriente continua
26a,b de una manera conocida en la técnica.
El circuito intermedio 18, esto es el
convertidor de refuerzo, está conectado a las entradas de tensión de
corriente continua 26a,b, es decir, con sus dos brazos 28a,b. En el
brazo 28a está dispuesta una bobina de reactancia 30, conectada a
la salida de tensión de corriente continua 26a, a la cual se añade
un IGBT 32 que conecta los dos brazos 28a,b. Esto actúa como un
conmutador de semiconductor electrónicamente controlable, el cual
por medio de una señal de conmutación apropiada 34 en su entrada 36
puede de este modo cortocircuitar los brazos 28a,b. En el brazo 28a
un diodo 38 dispuesto en la dirección de conducción está añadido a
la bobina de reactancia 30 y a la conexión IGBT 32 y a esto a su
vez se añade un condensador del circuito intermedio 40 que conecta
los brazos 28a,b.
Las entradas de tensión de corriente continua
42a,b al inversor 20 están conectadas al condensador del circuito
intermedio 40. El inversor 20 incluye IGBT 46 conectado entre las
entradas de tensión de corriente continua 42a,b y sus salidas de
tensión de corriente alterna 44 de una manera conocida en la
técnica. Las salidas de tensión de corriente alterna 44 están a su
vez conectadas con la red de distribución de tensión 14 a través de
bobinas de reactancia (filtrado) de la red de distribución 48.
La tensión del circuito intermedio UDC a través
del condensador del circuito intermedio 40 es 1050 V para red de
distribución de 3 x 690 V. En funcionamiento
sub-sincrónico, es decir, cuando la velocidad
giratoria n del rotor 8 está por debajo de la velocidad giratoria
nominal, esto es la velocidad giratoria sincrónica más baja, o
velocidad ns1, de 1000 rpm, el IGBT 32 permanece permanentemente
cerrado, esto es los brazos 28a,b están eléctricamente conectados,
como resultado de lo cual las salidas de tensión de corriente
continua 26a,b del rectificador 16 también están eléctricamente
conectadas y a través del rectificador 16 las conexiones del rotor
12 y por lo tanto el rotor 8 están igualmente en cortocircuito.
Cuando se consigue la velocidad sincrónica del
rotor 8 el IGBT 32 se abre, de modo que las conexiones del rotor 12
dejan de estar en cortocircuito; en cambio la energía eléctrica que
proviene del rotor 8 es rectificada en el rectificador 16 en forma
de una tensión de correriente continua o corriente continua y es
alimentada a través de las salidas de tensión de corriente continua
26a,b dentro de los brazos 28a,b del circuito intermedio 18. Ahí la
corriente carga el condensador del circuito intermedio 40 a través
del diodo 38. Tan pronto como el condensador del circuito
intermedio 40 tiene exceso de carga, puede ser descargado otra vez a
través del inversor 20 dentro de la red de distribución 14 y por lo
tanto la energía eléctrica se retroalimenta desde el rotor 8 a la
red de distribución.
Si la tensión entre las salidas de tensión de
corriente continua 26a,b es insuficiente para este propósito, el
IGBT 32 puede ser controlado de una manera conocida en la técnica
tal como por ejemplo que el último interactúe con la bobina de
reactancia 30 y el diodo 38 y el condensador del circuito intermedio
40 como una clase de convertidor de refuerzo, a fin de reforzar la
tensión rectificada que proviene del rotor 8 al nivel de la tensión
del circuito intermedio UDC.
En funcionamiento como un convertidor de
refuerzo el IGBT 32 por lo tanto se abre y se cierra durante
periodos de tiempo por medio de señales de conmutación apropiadas
34, por ejemplo, con una frecuencia de conmutación del convertidor
de refuerzo convencional de 1-10 kHz. El convertidor
de refuerzo está en funcionamiento entre la frecuencia sincrónica,
en otras palabras, cuando la velocidad giratoria del rotor n
aproximadamente corresponde a la velocidad sincrónica fs1 y un 20%
de velocidad giratoria del rotor súper-sincrónica n
= 1,2*ns1.
La máxima velocidad del generador asincrónico 2
está limitada por la salida del circuito convertidor 4. Si la
salida máxima del convertidor del rotor es por ejemplo del 20% de la
salida nominal del generador, la velocidad máxima de la turbina
eólica está limitada a 1063 veces la velocidad sincrónica, esto es
la velocidad de giro Ns, en otras palabras, 6,3% más elevada que la
última. La salida de la turbina eólica es entonces, en virtud del
hecho de que 1,0633 = 1,2-120% de la salida del
generador nominal. Si el generador asincrónico 2 está conectado en
la configuración para una velocidad giratoria inferior (velocidad
sincrónica inferior), el incremento relativo en la velocidad es más
elevado. A la mitad de la velocidad nominal del viento, en otras
palabras a la mitad de la velocidad sincrónica n = 1/2 Ns, la
salida de energía eólica disponible es (0,5n)3/n3 = 1/8 =
12,5% de la salida de potencia nominal. La gama de control de la
velocidad del viento es por lo tanto del 50% al 69% y la gama de
salida de potencia de regulación es del 12,5% al 32,5%.
- 2
- Generador asincrónico
- 4
- Circuito convertidor
- 6
- Estator
- 8
- Rotor
- 10
- Conexión del estator
- 12
- Conexión del rotor
- 14
- Red de distribución de tensión
- 16
- Rectificador
- 18
- Circuito intermedio
- 20
- Inversor
- 22
- Entrada de tensión de corriente alterna
- 24
- Diodo
- 26a,b
- Salida de tensión de corriente continua
- 28a,b
- Brazo
- 30
- Bobina de reactancia
- 32
- IGBT
- 34
- Señal de conmutación
- 36
- Entrada
- 38
- Diodo
- 40
- Condensador del circuito intermedio
- 42a,b
- Entradas de tensión de corriente continua
- 44
- Salida de tensión de corriente alterna
- 46
- IGBT
- 48
- Bobina de reactancia (filtrado) de la red de distribución
- UDC
- Tensión del circuito intermedio
- UN
- Tensión nominal
- ns1,2
- Velocidad sincrónica
- n
- Velocidad giratoria del motor.
Claims (4)
1. Circuito convertidor (4) con un generador
asincrónico de doble alimentación (2) con una salida de potencia
variable, el cual puede ser conectado a través de su estator (6) con
una red de distribución de tensión (14), en particular para un
generador de energía eólica, con un rectificador del rotor (16) con
dos salidas de tensión de corriente continua (26a,b), las cuales se
pueden conectar al rotor (8) del generador asincrónico (2), con un
inversor de la red de distribución (20) con dos entradas de tensión
de corriente continua (42a,b) y con un circuito intermedio (18) que
conecta en cada caso una de las salidas de tensión de corriente
continua (26a,b) con una de las entradas de tensión de corriente
continua (42a,b) a través de una línea de conexión (28a,b), en el
que el circuito intermedio (18) incluye un conmutador de
semiconductor (32) dispuesto entre las salidas de tensión de
corriente continua (26a,b), un condensador del circuito intermedio
(40) dispuesto entre las entradas de tensión de corriente continua
(42a,b) y un diodo (38) dispuesto en una de las líneas de conexión
(28a,b) entre el conmutador de semiconductor (32) y el condensador
del circuito intermedio (40), en el que una de las líneas de
conexión (28a,b) incluye una bobina de reactancia (30) conectada en
serie con el diodo (38), dispuesta entre el conmutador de
semiconductor (32) y las salidas de tensión de corriente continua
(26a,b) y en el que la tensión nominal (UN) en el rotor 8 es más
alta, en particular por lo menos aproximadamente de dos o cuatro
veces más alta que la tensión nominal (UN) del estator (6).
2. El circuito convertidor (4) según la
reivindicación 1 en el que el generador asincrónico (2) está
diseñado para dos velocidades sincrónicas (fs1,2).
3. Un procedimiento para el funcionamiento de un
circuito convertidor (4) según cualquiera de las reivindicaciones 1
o 2, en el cual:
- el conmutador de semiconductor (32) se
mantiene cerrado durante el funcionamiento
sub-sincrónico del generador asincrónico (2),
- el conmutador de semiconductor (32) se abre en
funcionamiento sincrónico y súper-sincrónico del
generador asincrónico (2), por lo menos durante algunos períodos de
tiempo.
4. El procedimiento según la reivindicación 3 en
el que el inversor de la red de distribución (20) puede funcionar
cuando el generador asincrónico (2) no está en funcionamiento.
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