¿Cuál es el factor de deslizamiento para un generador de inducción en una red de islas?

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La mayoría de los libros de texto que cubren máquinas de inducción cubren solo el caso de uso del motor. Cuando la máquina se utiliza como un motor, el factor de deslizamiento está determinado por la frecuencia de la corriente del estator mediante la ecuación

\ $ \ Huge {s = f_s - \ frac {\ frac {p} {2} \ cdot \ frac {n_r} {60}} {f_s}} = \ frac {n_s - n_r} {n_s} \ $

donde

\ $ s \ $ es el factor de deslizamiento,

\ $ f_s \ $ es la frecuencia del estator

\ $ p \ $ es el número de polos

\ $ n_s \ $ es la velocidad síncrona del motor en rpm

\ $ n_r \ $ es la velocidad real del rotor en rpm

Todo esto tiene mucho sentido cuando la máquina funciona como un motor y / o está conectada directamente a la red de transmisión que proporciona corriente de magnetización y una frecuencia estable a los devanados del estator.

Mi pregunta: ¿Qué sucede si la máquina funciona como un generador y está en una red de islas? Entiendo que necesitamos una fuente de energía reactiva, por ejemplo, proporcionada por el banco de condensadores de arranque suave, pero si la velocidad de la máquina es variable, ¿cómo se determina el factor de deslizamiento? No hay magnetización de corriente alterna, y por lo tanto no hay frecuencia en el devanado del estator. ¿Cómo se establece la frecuencia?

¿Y cómo puedo crear un modelo simple de esto que pueda usar en Simulink o en Scilab xcos?

Quiero modelar un sistema de generación de viento en una red de islas o un sistema de velocidad variable acoplado a la red de transmisión a través de un rectificador y luego un convertidor de CC a CC. Como de costumbre, mordí más de lo que podía masticar y ahora entiendo por qué todos los demás hacen estos modelos con máquinas síncronas de imán permanente: es mucho más fácil.

¿Quizás puedas demostrar que estoy equivocado?

    
pregunta Stephen Bosch

5 respuestas

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Entonces, ¿solo un motor de inducción empleado como generador? Sí, hay una magnetización de CA en el devanado del estator. Gira el eje, y aparece una onda sinusoidal. Un generador de inducción es un oscilador electromecánico de onda sinusoidal. La pequeña polarización residual de las partes de hierro se inicia, y se acumula como una resonancia RLC impulsada mecánicamente entre los condensadores y la inductancia del generador (pero, por supuesto, funciona muy lejos de la resonancia).

En ese caso, la velocidad "síncrona" sería la frecuencia de la señal de CA medida en la bobina del estator (o en los terminales del banco de límites), igual que cuando se ejecuta en modo motor. El deslizamiento se produce entonces entre la frecuencia de esta bobina y las RPM del rotor del generador. Solo ponga la frecuencia de CA en términos de RPM = 2 / # polos x 60 x HzFreq

Entonces, si un motor de inducción de 4 polos (como un generador) con un valor de condensador particular genera 70Hz en el banco de tapas, el campo b dentro del motor está girando a 2/4 * 60 * 70 = 2100 RPM . Si las RPM reales del eje son 2200, entonces el factor de deslizamiento es (2100 - 2200) / 2200 = -0,045 Lo puse como deslizamiento negativo, ya que es opuesto al deslizamiento impulsado por la red de un motor de inducción.

No me he metido con una de estas bestias, así que toma todo esto con un grano de sal.

Classic diy page: sitio de radio de jamón de QSL

    
respondido por el wbeaty
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El concepto de deslizamiento es un poco engañoso para los aerogeneradores de velocidad variable. El tipo que utiliza una máquina de inducción se llama generadores de inducción de doble alimentación (DFIG) y sus velocidades pueden variar a través del uso de un convertidor de CA-CA aplicado a sus devanados de rotor. Debido a que no hay una inducción real en estas máquinas, el término deslizamiento puede ser un poco extraño de usar, pero el valor para s aún se puede calcular, y es negativo.

Para este tipo de generadores no se necesitan bancos de condensadores para suministrar energía reactiva, ya que los convertidores se pueden usar para controlar la producción de energía reactiva de la máquina de inducción.

Un DFIG debe tener una fuente de CA para ejecutarse, pero esto no prohíbe que se ejecute en un sistema de islas. Los sistemas insulares a menudo son sistemas AC.

No estoy realmente seguro de por qué las máquinas síncronas de imán permanente serían más fáciles de modelar. Para aplicaciones de turbinas eólicas, estas máquinas también utilizan electrónica de potencia, y su velocidad de rotación también es variable en una amplia gama.

Si tiene la caja de herramientas SimPowerSystems, estos tipos de generadores se pueden modelar en Simulink

enlace

pero también hay modelos gratuitos que están disponibles

enlace

Otra herramienta MATLAB gratuita que se puede usar para modelar sistemas de energía es

enlace

    
respondido por el Katt
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De acuerdo con este artículo de wikipedia , si el motor se utiliza como un generador independiente: la frecuencia y el voltaje son funciones complejas de los parámetros de la máquina, la capacitancia utilizada para la excitación y el valor y tipo de carga.

    
respondido por el Felice Pollano
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Este enlace puede proporcionar información sobre el uso de un motor de inducción como generador.
Motores como generador
Otra posibilidad sería utilizar un inversor de onda sinusoidal para la excitación de su generador.
O utilice este método para excitar los devanados de campo de un motor / generador de CC,
Esto debería proporcionar una frecuencia constante independiente de la velocidad del rotor.
Espero que esto ayude.

    
respondido por el Optionparty
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(Esto podría ayudar) El deslizamiento se refiere al hecho de que el rotor retrasa físicamente el flujo de rotación en el estator. Acercándome físicamente, lo que hice fue desarmar un pequeño generador monofásico de inducción. Un pequeño imán permanente está incrustado en el rotor (en ningún lugar cerca del tamaño para afectar realmente al estator) y pasa a través de 2 bobinas del rotor que están alineadas con las 2 zapatas del rotor. Tomando el hecho de que el condensador está en paralelo con el estator, existe un circuito paralelo resonante que alcanza una condición de resonancia a una cierta velocidad (preestablecido por el valor de C). Hay a esa velocidad un aumento de corriente que causa un flujo que, por la acción del transformador, corta el rotor. Las bobinas del rotor tienen cada una un diodo para asegurar que la corriente fluya en una dirección y que los 2 polos sean N y S. El resto es similar al caso síncrono.

    
respondido por el JimtTwitter-withthechange

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