Resumo-Devido ao alto nível de inserção de usinas eólicas, na rede elétrica, estão sendo requeridos pelos códigos de conexão na rede, que as modernas turbinas eólicas contribuam para a estabilidade da rede elétrica, ajustando-se a freqüência através do controle da potência ativa e a tensão através da regulação da potência reativa. Baseado neste contexto, este trabalho apresenta uma nova estratégia de controle de potência reativa utilizando uma máquina de indução de dupla alimentação, um dos tipos de geradores mais utilizados atualmente em usinas eólicas no mundo. A estrutura e o projeto da estratégia de controle desenvolvida são apresentados, assim como, os resultados experimentais obtidos em uma bancada de testes de 4kW. Palavras-Chave-controle de potência reativa, energia eólica, fontes renováveis, gerador de indução de dupla alimentação.

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The main advantage of using the Doubly-fed Induction Generator -DFIG, in wind power generation systems with variable speed, is that the power electronics used correspond only to a fraction of the generator's nominal power, considering that only the slip power it is processed by the static converter connected to the rotor circuit. This paper covers details from the steps of mathematical modeling of the converters and design of the controllers, to the characterization of the prototype commissioned to carry out the study. Experimental results obtained in a 10kW DFIG are shown, and transient analyzes under different conditions preceding the stator connection with the electrical grid are discussed to validate the effectiveness of the control strategies used. Such conditions involve the parallelism with differences between the voltage amplitudes of the grid and the stator, and the parallelism with speed different from the synchronous one. Resumo: A principal vantagem da utilização do Gerador de Indução Duplamente Alimentado (do inglês, Doubly-fed Induction Generator ) -DFIG, em sistemas de geração eólica com velocidade variável, é que a eletrônica de potência utilizada corresponde apenas a uma fração da potência nominal do gerador, tendo em vista que apenas a potência de escorregamento é processada pelo conversor estático conectado ao circuito do rotor. Este trabalho aborda detalhes desde as etapas de modelagem matemática dos conversores e projeto dos controladores, até a caracterização da bancada comissionada para realização do estudo. Resultados experimentais obtidos em um DFIG de 10kW são mostrados, e análises transitórias mediante diferentes condições precedentes à conexão do estator com a rede elétrica, são discutidas para validar a eficácia das estratégias de controle utilizadas. Tais condições envolvem o paralelismo havendo diferença entre as amplitudes das tensões na rede e no estator, e o paralelismo com velocidade diferente da síncrona.

Semiconductor based electrical drives are used in a variety of applications due to the possibilities and advantages of their usage in machine velocity and torque control. In this context, this work presents computational studies of multicell power converters applications for high voltage induction machine drives using classical and multirate modulation techniques. Due to novelty of the chosen multirate techniques, there is a demand for more studies using it, especially in electrical drives applications since the majority of the conducted studies are for energy conditioning systems and d.c.-d.c. converters. Therefore, this paper proposes a comparative analysis between classical and multirate modulations for electrical drives applications. The computational studies are conducted with the PLECS software due to its capabilities to calculate the converter's losses considering the electrical and thermal models of the semiconductor switches. The comparative analysis is conducted for converters with several different number of cells and switching frequencies, with the evaluation of both the output voltage and current waveform quality, as well as the converter's total losses. Resumo: O acionamento de máquinas elétricas através de conversores é utilizado em várias aplicações visto as possibilidades e vantagens operacionais do controle de velocidade e de torque do motor. Neste contexto, este trabalho apresenta estudos computacionais da aplicação de conversores multicélulas para o acionamento de um motor de indução de alta tensão utilizando técnicas de modulação multinível clássica e multi-taxas. Como a modulação multitaxas escolhida é recente, há a necessidade de se realizar mais estudos com esta técnica, principalmente para aplicações de acionamentos de motores, visto que os trabalhos realizados são para sistemas de condicionamento de energia e conversores c.c.-c.c. Assim, este trabalho propõe uma análise comparativa entre as técnicas de modulação clássica e multi-taxas, com enfoque na aplicação de acionamentos. Os estudos computacionais são realizados no software PLECS, visto a sua capacidade de determinação de perdas do conversor a partir dos modelos elétricos e térmicos das chaves semicondutoras. A análise comparativa é realizada para conversores de diferentes números de células e vários valores de frequência de chaveamento, avaliando a qualidade das formas de onda da tensão e corrente de saída e as perdas totais do conversor.