Modelado y control de un generador síncrono con una carga de CC activa

El diseño y análisis de un sistema que consiste en un generador síncrono de velocidad variable que suministra una carga de CC activa (inversor) a través de un rectificador de diodo trifásico requiere un modelado adecuado en los dominios de tiempo y frecuencia. Como ejemplo, los lazos de control del sistema son difíciles de diseñar sin un modelo preciso de pequeña señal; al mismo tiempo, el diseño de protección del sistema requiere modelado de transitorios de gran señal. Una particularidad del sistema descrito es el fuerte funcionamiento no ideal del rectificador de diodos, consecuencia del gran valor de la impedancia síncrona del generador. Este comportamiento no ideal influye tanto en el rendimiento en estado estable como en el rendimiento transitorio. Este documento presenta un modelo promedio del sistema que tiene en cuenta, de manera detallada, la dinámica de la fuente de energía y la carga, y los efectos del funcionamiento no ideal del rectificador de diodos. El modelo es no lineal, pero continuo en el tiempo, y puede ser utilizado para análisis de gran y pequeña señal. El modelo desarrollado fue verificado en un grupo generador de 105 kW con salida de inversor, cuyo diseño del lazo de control de voltaje del enlace de CC se llevó a cabo con éxito basado en el modelo promedio. Se demuestra que se necesita un ancho de banda alto para este lazo de control con el fin de lograr un adecuado emparejamiento de impedancias entre la fuente de energía y la carga electrónica activa.