Acionamento de geradores síncronos a ímãs permanentes com bobinas abertas em sistemas de conversão de energia eólica - Valmor Ricardi Junior (2019)
Este trabalho aborda sistemas de conversão de energia eólica com bobinas abertas. Devido à expansão que ocorre em instalações de geradores eólicos de grande potência, principalmente fora do continente, soluções como conversores multiníveis de alta potência estão sendo pesquisados para suportar esse novo patamar na eletrônica de potência. Como os dispositivos semicondutores estão operando muito próximos de seus limites, a combinação de elementos básicos para a construção de equipamentos multiníveis tem sido uma saída para comportar a transferência de elevados níveis de potência. Como uma das alternativas para este obstáculo, a topologia com bobinas abertas, que já era estudada em acionamentos de motores de elevada potência há mais de uma década, consiste em não realizar um fechamento usual em estrela ou triângulo nos terminais da máquina, mas conectar todos os terminais em dois conversores. A partir de dois conversores de dois níveis, com esta estrutura, atinge-se o comportamento de conversores de três níveis, ou seja, um esquema multinível. Este caso foi estudado, aplicando dois conversores Back-to-Back interligando um gerador síncrono a ímãs permanentes à rede. Uma simulação computacional foi realizada no software MATLAB, por meio de modelos matemáticos do sistema, desde a rede até a máquina, para um sistema de 2MW. Os resultados foram analisados com luz na teoria. Em seguida, uma bancada de ensaios em escala reduzida de potência de 10kVA foi projetada, construída e colocada em operação para um sistema similar, mas de menor potência. Com algumas variações em relação ao sistema simulado, testes experimentais foram realizados para validar os resultados obtidos através da ferramenta computacional e do estudo teórico.