Operação de conversores CC-CA emulando máquinas síncronas através do uso de Synchronverter

Abstract

Este trabalho tem como objetivo estudar e analisar a operação de inversores trifásicos imitando o comportamento de geradores síncronoso com o uso do Synchronverter. Para tanto, o trabalho apresenta toda a modelagem matemática de geradores síncronos, com foco principal nos geradores de polos lisos, detalhada a implementação matemática utilizada de modo que as equações sejam utilizadas como base para o Synchronverter, verifica o funcionamento através de simulação com o programa MATLAB/Simulink e realiza a validação experimental da utiliza-ção do Synchronverter para a operação de inversores trifásicos imitando o comportamento de geradores síncronos. A validação experimental do Synchronverter é realizada para diferentes modos de operação dos inversores. Os modos de operação ilhado e conectado a rede elétrica são testados e analisados tanto por simulações com o programa MATLAB/Simulink quanto por meio de resultados experimentais obtidos no laboratório do Grupo de Eletrônica de Potência e Acionamentos Elétricos (GEPAE) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) através do uso de componentes elétricos e de dados de medição obtidas por sensores já disponíveis no laboratório. Os resultados experimentais são obtidos com a estratégia de controle do Synchron-verter implementada de maneira discreta em MATLAB/Simulink no computador e gravada no dSPACE; o dSPACE envia e recebe informações do computador, em tempo real, por meio do software ControlDesk; processa as variáveis medidas; e, calcula a ação de controle que irá ser usada para operar as chaves semicondutoras do inversor. Os dados de medição dos sensores passam por uma placa de condicionamentos de sinais, que pré-processa a informação analógica, antes de enviar para o dSPACE. Todos os gráficos exibidos no ControlDesk são armazenados como um workspace do MATLAB. Este trabalho também apresenta os conceitos e simulações realizadas com o programa MATLAB/Simulink da operação em paralelo de inversores com foco nas estratégias de controle sem comunicação entre os inversores: controle por inclinação convencional, controle por inclinação robusto e controle com Synchronverter.