Sistema de excitación y compensación para generadores de inducción basado en la teoría de potencia instantánea

Abstract

Se reporta la aplicación de la Teoría de Potencia Instantánea a un sistema de generación autónomo trifásico, capaz de alimentar cargas desequilibradas monofásicas y/o trifásicas lineales. Este sistema propuesto se basa en el uso de un motor de inducción (MI) del tipo jaula de ardilla, un sistema de excitación compuesto por un banco de capacitores y un convertidor CC-AC de cuatro piernas que actúa como una fuente de corriente, todos conectados en paralelo, formando lo que llamamos Generador de Inducción (GI). Con esta propuesta es posible extraer corrientes sinusoidales y equilibradas del MI, reduciendo así las pérdidas y las fluctuaciones de torque en la máquina; características indeseables que aparecen cuando se alimentan cargas trifásicas desequilibradas. Además, con el uso de un MI tipo jaula de ardilla, el sistema de generación tiene un bajo costo, una robustez adecuada y una mínima necesidad de mantenimiento. Se presentan resultados experimentales y de simulación que validan la viabilidad práctica de la propuesta.

The application of the Instant Power Theory to an autonomous three−phase generation system, capable of feeding unbalanced single−phase and/or three−phase linear loads, is reported. This proposed system is based on the use of an induction motor (IM) of the squirrel cage type, an excitation system composed of a capacitor bank and a four−leg CC−AC converter that acts as a current source, all connected in parallel and forming what we call Induction Generator (IG). With this proposal it is possible to extract sinusoidal and balanced currents from the IM, thereby reducing losses and torque fluctuations in the machine; undesirable characteristics that appear when three−phase unbalanced loads are fed, in addition, with the use of a squirrel cage type IM, the generation system has low cost, adequate robustness and minimal need for maintenance. Experimental and simulation results are presented that validate the practical feasibility of the proposal.