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SYSTEM AND PROCEDURE TO CONTROL A DOUBLY FED ASYNCHRONOUS GENERATOR (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)CM Patents

Índice de la ficha

Updated at
24/07/2026
Numero publicacion
ES.2944782.A1
Fecha publicacion
23/06/2023
Numero solicitud
ES20210031204
Fecha presentacion
23/12/2021

En detalle

Resumen

System and procedure to control a doubly fed asynchronous generator. The invention describes a system (1) for controlling a doubly fed asynchronous generator (DFIG) comprising: a first torque and flux estimator block (A); a second block (B) for torque synchronization; and a third control block (C) of the rotor-side converter (RSC), configured to generate control signals (S 1...6) for the rotor-side converter (RSC) configured to orient the vector of rotation. rotor flux (λ dr , λ qr) in the direction of an axis d that forms the control angle (θ) in relation to a stationary reference system (αβ). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Reivindicaciones

1. REIVINDICACIONES 1. Sistema (1) para controlar un generador asincrono doblemente alimentado (DFIG), donde un estátor del generador asincrono doblemente alimentado (DFIG) está conectado directamente a la red eléctrica y un rotor del generador asincrono doblemente alimentado (DFIG) está conectado a la red eléctrica a través de un doble convertidor back-to-back, y donde el doble convertidor back-to-back comprende un convertidor del lado de red (GSC) conectado a la red eléctrica, un convertidor del lado del rotor (RSC) conectado al rotor, y un bus DC común dispuesto entre el convertidor del lado de red (GSC) y el convertidor del lado del rotor (RSC), caracterizado por queademás comprende: - un primer bloque (A) estimador de par y flujo, configurado para estimar un par electromagnético (Te) y unas componentes directa y en cuadratura del flujo del rotor (Adr, Aqr) a partir de una tensión<( [ v ] s ,abc)>y una intensidad<( [ i ] s,abc)>del estator y de un ángulo de control ( 0 ); - un segundo bloque (B) de sincronización de par, configurado para determinar el ángulo de control (0) a partir del par electromagnético (Te) estimado por el primer bloque (A) y de un par electromagnético de referencia (Te*); y - un tercer bloque (C) de control del convertidor del lado del rotor (RSC), configurado para generar unas señales de control (S<1>...<6>) para el convertidor del lado del rotor (RSC) a partir de las componentes directa y en cuadratura de flujo del rotor (Adr, Aqr) estimadas por el primer bloque (A), del ángulo de control (0) determinado por el segundo bloque (B), de un ángulo del rotor (0r), y de una potencia reactiva de referencia del estator (Qs* ) o de una tensión de referencia del estátor (Vs*); donde las señales de control (S<1>...<6>) están configuradas de manera que el convertidor del lado del rotor (RSC) orienta el vector de flujo del rotor (Adr, Aqr) en dirección a un eje d que forma el ángulo de control (0) con relación a un sistema de referencia estacionario (ap). 2. Sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el segundo bloque (B) comprende: un comparador configurado para llevar a cabo la diferencia entre el par electromagnético de referencia (Te*), el par electromagnético (Te) y una señal de realimentación negativa proporcional a la diferencia entre la frecuencia interna (&>) y la frecuencia fundamental (&>0) con constante de proporcionalidad (D); un integrador con una constante de inercia (J), cuya entrada es la salida del comparador y cuya salida es la frecuencia interna (w); y un integrador cuya entrada es la frecuencia (w) y cuya salida es el ángulo de control (9 ). 3. Sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el tercer bloque (C) comprende: un sub-bloque (C’) configurado para determinar un flujo de referencia del rotor (Ar*) a partir de la potencia reactiva de referencia del estator (Qs*) y una potencia reactiva del estátor (Qs), o de la tensión de referencia del estátor (Vs*) y una tensión del estátor (Vs); una primera función proporcional integral que recibe la diferencia entre el flujo de referencia del rotor (Ar*) determinado por el sub-bloque (C’) y la componente directa del flujo del rotor<(Adr);> una segunda función proporcional integral que recibe la diferencia entre cero y la componente en cuadratura del flujo del rotor (Aqr); una función de transformación inversa de Park configurado para realizar la transformada inversa de Park, cuyas entradas son: la diferencia entre la salida de la primera función proporcional integral y una señal de valor swAqr; la diferencia entre la salida de la segunda función proporcional integral y una señal de valor swAdr; y un ángulo de deslizamiento(0siiP)consistente en la diferencia entre el ángulo de control(0)y el ángulo del rotor(0r),y cuyas salidas son unas tensiones de fase del rotor (var, Vbr, vcr); y un sub-bloque (E) generador de señales de control por modulación de ancho de pulsos, que recibe las tensiones de fase del rotor (var, Vbr, vcr) y emite las señales de control (S<1>...<6>) para el convertidor del lado del rotor (RSC). 4. Sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 3, donde el sub-bloque (C’) configurado para obtener el flujo de referencia del rotor (Ar*) comprende: una tercera función proporcional integral que recibe la diferencia entre la tensión de referencia del estátor (Vs*) y la tensión del estátor (Vs); una cuarta función proporcional integral que recibe la diferencia entre la potencia reactiva de referencia del estátor (Qs*) y la potencia reactiva del estátor (Qs); y un selector configurado para seleccionar como flujo de referencia del rotor (Ar*) la salida de la tercera función proporcional integral o la cuarta función proporcional integral. 5. Sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un encoder (ER) instalado en un eje del rotor para determinar el ángulo del rotor (0r). 6. Procedimiento para controlar un generador asincrono doblemente alimentado (DFIG), donde un estátor del generador asincrono doblemente alimentado (DFIG) está conectado directamente a la red eléctrica y un rotor del generador asincrono doblemente alimentado (DFIG) está conectado a la red eléctrica a través de un doble convertidor back-to-back, y donde el doble convertidor back-to-back comprende un convertidor del lado de red (GSC) conectado a la red eléctrica, un convertidor del lado del rotor (RSC) conectado al rotor, y un bus DC común dispuesto entre el convertidor del lado de red (GSC) y el convertidor del lado del rotor (RSC), caracterizado porquecomprende generar unas señales de control (S<1>...<6>) para el convertidor del lado del rotor (RSC) que provocan la orientación del flujo del rotor (Adr, Aqr) en dirección a un eje d que forma un ángulo de control (0) con relación a un sistema de referencia estacionario (ap), donde el procedimiento comprende los siguientes pasos: - estimar un par electromagnético (Te) y unas componentes directa y en cuadratura del flujo del rotor (Adr, Aqr) a partir de una tensión<( [ v ] s ,abc)>y una intensidad<( [ i ] s,abc)>del estator y de un ángulo de control (0); - determinar el ángulo de control (0) a partir del par electromagnético (Te) estimado y de un par electromagnético de referencia (Te*); y - generar las señales de control (S<1>...<6>) para el convertidor del lado del rotor (RSC) a partir de las componentes directa y en cuadratura de flujo del rotor (Adr, Aqr) estimadas, del ángulo de control (0) determinado, de un ángulo del rotor (0r), y de una potencia reactiva de referencia del estator (Qs*) o de una tensión de referencia del estátor (Vs*). 7. Procedimiento (1) de acuerdo con la reivindicación 6, donde el paso de determinar el ángulo de control (0) a su vez comprende los siguientes pasos: restar el par electromagnético de referencia (Te*) del par electromagnético (Te) estimado; sumar al resultado de dicha resta una señal de realimentación negativa obtenida como el producto de una constante de amortiguamiento (D) y la diferencia entre la frecuencia interna (w) y una frecuencia fundamental (&>0); integrar el resultado del paso anterior con una constante de inercia (J) para obtener como salida una frecuencia (w); y integrar dicha frecuencia (w) para obtener como salida el ángulo de control (0). 8. Procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-7, donde el paso de generar las señales de control (S<1>...<6>) a su vez comprende los siguientes pasos: obtener un flujo de referencia del rotor (Ar*) a partir de la potencia reactiva de referencia del estator (Qs*) y una potencia reactiva del estátor (Qs), o de la tensión de referencia del estátor (Vs*) y una tensión del estátor (Vs); aplicar una primera función proporcional integral a la diferencia entre el flujo de referencia del rotor (Ar*) y la componente directa del flujo del rotor (Adr) estimada; aplicar una segunda función proporcional integral a la diferencia entre cero y la componente en cuadratura del flujo del rotor (Aqr) estimada; aplicar una función de transformación inversa de Park cuyas entradas son: la diferencia entre la salida de la primera función proporcional integral y una señal de valor swAqr; la diferencia entre la salida de la segunda función proporcional integral y una señal de valor swAdr; y un ángulo de deslizamiento (0Si¡P) consistente en la diferencia entre el ángulo de control (0) y el ángulo del rotor (0r), y cuyas salidas son unas tensiones de fase del rotor (var, Vbr, vcr); y generar, a partir de dichas tensiones de fase del rotor (var, Vbr, vcr), las señales de control (S<1>...<6>) por modulación de ancho de pulsos para el convertidor del lado del rotor (RSC). 9. Procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-8, donde el paso de obtener el flujo de referencia del rotor (Ar*) comprende: aplicar una tercera función proporcional integral a la diferencia entre una tensión de referencia del estátor (Vs*) y la tensión del estátor (Vs), aplicar una cuarta función proporcional integral a la diferencia entre una potencia reactiva de referencia del estátor (Qs*) y la potencia reactiva del estátor (Qs), y seleccionar como referencia de flujo del rotor (Ar*) la salida de la tercera función proporcional integral o la cuarta función proporcional integral. 10. Procedimiento (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-9, que además comprende un paso de determinar el ángulo del rotor (0r) por medio de un encoder (E).

Etiquetas

Inventores
Rodríguez Amenedo José LuisArnaltes Gómez Santiago
Solicitantes
Universidad Carlos III de Madrid
Clasificacion ipc
H02J 3/ 38 A IH02P 9/ 00 A I
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