Estudio de la modelización del comportamiento dinámico de la máquina sincrona clásica y de la máquina sincrona con doble excitación

Abstract

El desarrollo de modelos adecuados, para representar cada componente de la red eléctrica y su interacción, ha sido y seguirá siendo, uno de los principales intereses de ingenieros e investigadores del área. Entre los dispositivos más importantes de las redes eléctricas de potencia y sistemas industriales, está la máquina síncrona. La máquina síncrona trifásica clásica (MS), tiene un devanado de excitación en el rotor. Si, además, dispone de otro circuito de excitación - no alineado con el anterior - se denomina máquina síncrona con doble excitación (MSDE). Esta tesis está orientada al estudio de la modelización del comportamiento dinámico de la MS clásica y MSDE, su control e interconexión con la red eléctrica de potencia. En particular, los temas tratados son los siguientes: se desarrollan modelos generalizados de la MS clásica y con doble excitación, en la referencia del rotor y en una referencia arbitraria (de control vectorial). Se proponen soluciones al problema de la inicialización de dichos modelos, en los programas de simulación en régimen transitorio. Se desarrollan y proponen nuevos modelos reducidos, obtenidos a partir de la teoría de perturbaciones singulares. También se estudian alternativas metodológicas, para la simulación del fenómeno de la saturación magnética en régimen transitorio. Uno de los problemas fundamentales que se presenta en la modelización detallada de la MS, es la obtención de sus parámetros eléctricos. En esta tesis, se realizan aportes metodológicos en la estimación de parámetros, obtenidos a partir de los ensayos de respuesta de frecuencia. La MSDE dispone de un grado de libertad adicional, que puede ser empleado en mejorar la regulación y respuestas dinámicas de generadores y motores síncronos. Los modelos desarrollados, se usan para analizar las prestaciones y velocidad de respuesta, de esta máquina no tradicional, desde el punto de vista de su con