În acest paragraf, se vor prezenta convertoarele statice prin intermediul cărora se conectează rotorul MADA la reţea. Înfăşurările statorice sunt conectate direct la reţea.
Convertorul static, este un CSTF (Convertor Static de Tensiune şi Frecvenţă) indirect, fiind compus dintr-un redresor, un circuit intermediar de curent continuu şi un invertor. El trebuie să fie bidirecţional (reversibil în curent), deoarece puterea rotorică Pr este transferată într-un sens la funcţionarea hipersincronă şi în celălalt sens la funcţionarea hiposincronă. Aceasta înseamnă că invertorul devine redresor, iar redresorul, invertor, respectiv ambele convertoare trebuie să poată funcţiona atât ca redresor, cât şi ca invertor.
Ştiind că Pr = s.Ps şi că, în general, valoarea absolută a alunecării s este mult mai mică decât 1, rezultă că Pr este doar o fracţiune din puterea statorică Ps. Semnul puterii rotorice Pr, depinde de cel al alunecării s.
Există două regimuri posibile de funcţionare ale generatorului, în funcţie de semnul alunecării s.
1 - Funcţionarea în regim hipersincron:
Maşina asincronă funcţionează ca generator, având viteza de rotaţie superioară celei de sincronism. Rezultă că alunecarea s < 0, regimul de funcţionare numindu-se hipersincron. Puterea rotorică este generată de MADA şi transmisă în reţea prin intermediul CSTF.
- Convertorul 1 funcţionează ca redresor, transformând energia de curent alternativ furnizată de rotorul MADA, în energie de curent continuu. Condensatorul C asigură circuitului intermediar caracterul de sursă de tensiune.
- Convertorul 2 funcţionează ca invertor. Acesta recuperează energia de curent continuu şi o transferă în reţea. Comanda acestuia asigură amplitudinea şi frecvenţa tensiunii de ieşire, adaptate în funcţie de reţea, transferând energia, prin intermediul unui transformator ridicător.
- Circuitul intermediar de curent continuu este indispensabil, pentru a permite invertorului reglarea amplitudinii şi frecvenţei. Ţinând cont de inductivitatea reţelei, aceasta poate fi considerată o sursă de curent. Înfăşurările rotorice sunt, de asemenea, surse de curent, fiind constituite din bobinaje. O bobină se consideră ca fiind o sursă de curent, deoarece curentul ce circulă printr-o bobină nu poate avea discontinuităţi. Similar, un condensator este considerat o sursă de tensiune, deoarece tensiunea la bornele sale nu poate avea discontinuităţi. Prin utilizarea unui circuit intermediar cu caracter de sursă de tensiune, se asigură alternanţa surselor în cazul conversiilor multiple.
2 - Funcţionarea în regim hiposincron:
Maşina asincronă funcţionează ca generator, cu viteză mecanică, inferioară celei de sincronism. Alunecarea s > 0, regimul de funcţionare numindu-se hiposincron. Rotorul MADA absoarbe energie. Aceasta este asigurată din reţea, prin intermediul CSTF, ce poate furniza până la 25% din puterea nominală a MADA.
- Convertorul 2 funcţionează ca redresor, transformând energia de curent alternativ a reţelei, în curent continuu.
- Convertorul 1 funcţionează ca invertor. Prin comanda acestuia, se reglează amplitudinea şi frecvenţa energiei de curent alternativ transmisă rotorului MADA. În acest mod, se reglează viteza motorului în funcţie de cea a turbinei eoliene, realizându-se astfel un reglaj al puterii extrase sau transmise în reţea de către circuitul statoric.
Fluxul de putere:
- Dacă Ωm > Ωs, s < 0, regimul este hipersincron. Puterea rotorică este debitată. Ea este transmisă circuitului intermediar de c.c., determinând tendinţa de creştere a tensiunii la bornele condensatorului.
- Dacă Ωm < Ωs, s > 0, regimul este hiposincron. Puterea rotorică este absorbită. Ea provine din circuitul intermediar de c.c., determinând tendinţa de scădere a tensiunii la bornele condensatorului.
- Convertorul conectat la reţea furnizează energie în reţea sau absoarbe energie din reţea, astfel încât să menţină constantă tensiunea din circuitul intermediar.
- Convertorul conectat la rotorul MADA furnizează acestuia o tensiune alternativă, cu pulsaţia egală cu produsul dintre pulsaţia tensiunii statorice şi valoarea absolută a alunecării s, respectiv, ωr = |s| . ωs. Prin intermediul acestui convertor, se controlează cuplul electromagnetic al generatorului, deci viteza sa şi puterea debitată în reţea.
Puterea reactivă:
Cele două convertoare au capacitatea de a transfera şi energie reactivă. Prin comanda acestora, se poate regla nivelul energiei reactive transferate.
Puterea reactivă furnizată în reţea se poate controla prin intermediul puterii reactive generate sau absorbite de convertorul conectat la rotor. Puterea reactivă este transferată între acest convertor şi reţea, prin intermediul generatorului. Acesta trebuie să absoarbă energie reactivă, ce este consumată de inductivităţile mutuale şi de dispersie.
Convertorul conectat la reţea poate funcţiona şi în regim de compensator de energie reactivă.
