Mitigação Do Conteúdo Harmônico Em Aerogeradores Usando Um Pfp Elevador De Chave Única

Authors

  • Reinaldo Tonkoski Jr. Concordia University – Department of Electrical and Computer Engineering – Canada
  • Luiz Antônio Correa Lopes Concordia University – Department of Electrical and Computer Engineering – Canada
  • Jorge Antonio Villar Alé Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil
  • Fabiano Daher Adegas Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil
  • Raphael Ronald Noal Souza Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil
  • Syed Mofizul Islam *Curtin University of Technology – Department of Electrical and Computer Engineering – Australia
  • Kelvin Tan Curtin University of Technology – Department of Electrical and Computer Engineering – Australia
  • Fernando Soares dos Reis Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2007.3.269276

Keywords:

Energias Renováveis, Geradores Eólicos, Máquinas Síncronas de Ímã Permanente, Mitigação de Harmônicas, PFP, Turbina Eólica

Abstract

Na distante Ásia foram relatadas várias avarias sem causa aparente em máquinas síncronas de ímã permanente (MSIP) empregadas em aerogeradores de pequeno porte instalados em comunidades isoladas. A causa principal deste problema foi atribuída às perdas adicionais causadas no cobre devido aos componentes harmônicos das correntes estatóricas aos quais a MSIP estava submetida pela ação do retificador trifásico convencional com filtro capacitivo conectado aos seus terminais. Este trabalho apresenta uma proposta que visa a minimizar este problema empregando um préregulador de fator de potência (PFP) do tipo elevador operando no modo de condução descontínua (MCD). Os resultados confirmam a efetividade do método que emprega um PFP para a mitigação do conteúdo harmônico e redução das perdas internas da MSIP.

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Author Biographies

Reinaldo Tonkoski Jr., Concordia University – Department of Electrical and Computer Engineering – Canada

nascido em Porto Alegre-RS, Brasil, em 1980. Graduado em Engenharia de Controle e Automação e Mestre em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), Brasil, em 2004 e 2006, respectivamente. Está realizando doutorado na Concordia University em Montreal, Canadá. Tem especial interesse em Reatores Eletrônicos e Qualidade de Energia Elétrica. É membro do IEEE.

Luiz Antônio Correa Lopes, Concordia University – Department of Electrical and Computer Engineering – Canada

nascido em Belém-PA, Brasil, em 1965. Graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Pará (UFPA) em 1986, Mestre pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) em Florianópolis, Brasil, em 1989 e Ph. D. pela McGill University em Montreal, Canadá, em 1996. Desde 2002, atua como professor associado ao Departamento de Engenharia da Concordia University. Suas áreas de interesse incluem sistemas de potência distribuídos e fontes de energia renováveis.

Jorge Antonio Villar Alé, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil

nascido em Talca, Chile, em 1958. Graduado em Engenharia Mecânica pela Universidad de Talca, em 1984. Mestre e Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Brasil, em 1986 e 1995, respectivamente. Atualmente é Professor Adjunto da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Suas áreas de interesse incluem energia eólica e energias renováveis.

Fabiano Daher Adegas, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil

nascido em Porto Alegre-RS, Brasil, em 1980. Graduado em Engenharia de Controle e Automação e Mestre em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) em 2004 e 2006, respectivamente. Presentemente, atua como engenheiro pesquisador pela Universidade de São Paulo (USP), Brasil. Suas áreas de interesse incluem energia eólica e controle para sistemas renováveis de energia..

Raphael Ronald Noal Souza, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil

nascido em Porto Alegre-RS, Brasil, em 1973. Graduado em Engenharia Elétrica em 2003 pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Presentemente, é mestrando no PPGEE da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Suas áreas de interesse incluem eletrônica de potência, qualidade de energia e controle de sistemas.

Syed Mofizul Islam, *Curtin University of Technology – Department of Electrical and Computer Engineering – Australia

nascido em Daca, Bangladesh, em 1957. Graduado em Engenharia de Sistemas de Potência pela Bangladesh University of Engineering and Technology em 1979. Mestre e Ph. D. pela King Fahd University of Petroleum and Minerals em Dhahran, Arábia Saudita, em 1983 e 1988, respectivamente. Presentemente, atua como professor e chefe do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Curtin University of Technology em Perth, Austrália. Publicou mais de 150 artigos técnicos e suas áreas de interesse incluem conversão de energia eólica e sistemas de potência.

Kelvin Tan, Curtin University of Technology – Department of Electrical and Computer Engineering – Australia

nascido em Singapura, Singapura, em 1976. Graduado em Engenharia Elétrica pela Curtin University of Technology em 1997 e Ph. D. pelo Centre for Renewable Energy and Sustainable Technologies Austrália (CRESTA) em 2004. Presentemente, é professor assistente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Curtin University of Technology em Perth, Austrália.

Fernando Soares dos Reis, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS – Brazil

nascido em Pelotas-RS, Brasil, em 1963. Graduado em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) em 1987, Mestre em Engenharia pela Universidade Federal Santa Catarina (UFSC) em 1990 e Dr. Ing. em Eletrônica Industrial pela Universidad Politécnica de Madrid na Espanha em 1995. Iniciou suas atividades na PUCRS em 1990 como professor assistente e atualmente é professor titular do departamento Engenharia Elétrica da Faculdade de Engenharia. Publicou mais de 70 artigos técnicos. Tem especial interesse em PFPs, Reatores Eletrônicos, Qualidade de Energia e na aplicação da eletrônica de potência em Sistemas de Energias Renováveis. É conselheiro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e membro do IEEE.

References

K. Tan and S. Islam, "Optimum Control Strategies in Energy Conversion of PMSG Wind Turbine System Without Mechanical Sensors", IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 19, pp. 392-400, June 2004. https://doi.org/10.1109/TEC.2004.827038 DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2004.827038

Phipps, J.K.;"A transfer function approach to harmonic filter design", Industry Applications Magazine, IEEE, vol. 3, pp. 68 - 82, March-April 1997. https://doi.org/10.1109/2943.579139 DOI: https://doi.org/10.1109/2943.579139

A. R. Prasad, P. D. Ziogas, and S. Manias, "An active power factor correction technique for three-phase diode rectifiers", IEEE Proc. of PESC, pp. 58-65, 1989. https://doi.org/10.1109/63.65006 DOI: https://doi.org/10.1109/63.65006

Robert W. Erickson, "Some Topologies of High Quality Rectifiers" Keynote paper, First International Conference on Energy, Power, and Motion Control, Tel Aviv, Israel, pp. 1-6, May 1997.

Kaboli, Sh.; Zolghadri, M.R.; Homaifar, A., "Effects of sampling time on the performance of direct torque controlled induction motor drive", IEEE International Symposium on Industrial Electronics, vol. 2, pp. 1049 - 1052, June 2003. https://doi.org/10.1109/ISIE.2003.1267968 DOI: https://doi.org/10.1109/ISIE.2003.1267968

Yao Tze Tat, "Analysis of Losses in a 20kW Permanent Magnet Wind Energy Conversion System", Technical Report in the Department of Electrical and Computer Engineering. Western Australia: Curtin University of Technology, pp. 101, October 2003.

Dos Reis, F.S.; Islam, S.; Tan, K.; Ale, J.V.; Adegas, F.D.; Tonkoski, R., Jr; "Harmonic Mitigation in Wind Turbine Energy Conversion Systems", IEEE Proc. of PESC, pp. 1-7, June 2006. https://doi.org/10.1109/pesc.2006.1712186 DOI: https://doi.org/10.1109/pesc.2006.1712186

Dos Reis, F.S.; Tan, K.; Islam, S., "Using PFC for harmonic mitigation in wind turbine energy conversion systems", IEEE Proc. of 30th IECON, vol. 3, pp. 3100 - 3105, November 2004. https://doi.org/10.1109/IECON.2004.1432307 DOI: https://doi.org/10.1109/IECON.2004.1432307

Bonnett, A.H., "Operating temperature considerations and performance characteristics for IEEE 841 motors". IEEE Trans. On Industry Applications, vol. 37, pp. 1120 - 1131, July-August 2001. https://doi.org/10.1109/28.936405 DOI: https://doi.org/10.1109/28.936405

Power Electronics: Circuits, Devices and Applications: International Edition, 3rd Edition, Muhammad H. Rashid, University of West Florida Publisher: Prentice Hall, ISBN 0-13-122815-3, 2004.

A comparative study of single-switch three-phase high-power-factor rectifiers Yungtaek Jang; Jovanovic, M.M.; IEEE Trans. On Industry Applications, vol. 34, pp. 1327 - 1334, November - December 1998. https://doi.org/10.1109/28.739018 DOI: https://doi.org/10.1109/28.739018

A low-distortion three-phase multi-resonant boost rectifier with zero current switching; Ismail, E.; Oliveira, C.; Erickson, R., IEEE Proc. 10th APEC, vol. 2, pp. 849 - 855, March 1995. https://doi.org/10.1109/APEC.1995.469040 DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.1995.469040

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Published

2007-11-30

How to Cite

[1]
R. Tonkoski Jr., “Mitigação Do Conteúdo Harmônico Em Aerogeradores Usando Um Pfp Elevador De Chave Única”, Eletrônica de Potência, vol. 12, no. 3, pp. 269–276, Nov. 2007.

Issue

Vol. 12 No. 3 (2007)

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Original Papers

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Copyright (c) 2007 Eletrônica de Potência

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