O eoliană care utilizează o MADA, permite extragerea puterii maxime, pornind de la o anumită viteză a vântului, prin optimizarea vitezei specifice λ şi prin minimizarea solicitărilor mecanice ale turbinei eoliene în timpul rafalelor de vânt. Viteza specifică λ este dată de raportul dintre viteza tangenţială a extremităţii palelor şi viteza vântului. Puterea mecanică recuperată de turbina eoliană este, în final, convertită în putere electrică debitată în reţea prin intermediul înfăşurărilor statorice şi rotorice.

Puterea mecanică P_m la intrarea MADA:

Expresia puterii mecanice a unei eoliene este :

P_m = 0.5 ρ π R² V³ C_p( λ,β ),

în care:

ρ = 1.225 kg/m³ este densitatea aerului;
R = lungimea palelor sau raze turbinei [m];
V = viteza vântului [m/s];
C_p ( λ,β ) = coeficientul de putere (de performanţă);
λ = viteza specifică = Ω_m.R/V
Ω_m = viteza mecanică de rotaţie a turbinei [rad/s];
β = unghiul de orientare a palelor [grade].

Coeficientul C_p este adimensional. El depinde de eoliană. Expresia lui a fost dedusă, într-o manieră empirică, pentru o eoliană ce integrează o MADA:

Diferitele faze de funcţionare ale unei eoliene cu viteză variabilă:

O eoliană ce utilizează o MADA, este caracterizată de patru faze de funcţionare:

- Faza de pornire a maşinii. Producerea de energie electrică începe atunci când viteza mecanică atinge aproximativ 70% din viteza de sincronism a generatorului. Puterea electrică este însă mică

- Faza de extragere a puterii maxime, sau faza MPPT (Maximum Power Point Tracking). În această zonă, viteza mecanică variază şi poate atinge valori apropiate de viteza nominală. Puterea electrică creşte rapid.

În această zonă, unghiul de orientare a palelor β rămâne constant la valoarea minimă, pentru a putea obţine valoarea maximă a coeficientului C_p. Se obţine astfel puterea maximă, indiferent de valoarea vitezei mecanice, pentru viteze medii ale vântului (aproximativ 7-13 m/s).

- Faza vitezei mecanice cvasi-constante. Unghiul de orientare a palelor β se modifică pentru obţinerea puterii electrice maxime, pentru diferite valori ale vitezei vântului. Este ceea ce se numeşte "pitch control". Puterea electrică creşte foarte repede, până atinge valoarea nominală.

- Faza de putere constantă. În cazul în care viteza vântului creşte în continuare, unghiul de orientare a palelor devine important, în scopul conservării puterii electrice constante, la valoarea nominală.

Din motive de siguranţă, dacă viteza vântului devine prea mare şi riscă să avarieze eoliana, unghiul de orientare a palelor este fixat la 90°. Este ceea ce se numeşte punerea în drapel, ce determină oprirea eolienei până când viteza vântului se reduce.

Transferurile de putere în MADA

Datorită convertoarelor statice de putere bidirecţionale din circuitul rotoric, MADA este capabilă să funcţioneze atât ca generator, cât şi ca motor, ambele regimuri putând fi obţinute la viteze hiposincrone sau hipersincrone.

Se vor utiliza pentru MADA convenţiile de semne pentru motor hiposincron, acestea fiind cele mai uzuale.

Convenţiile de semne pentru MADA în regim de motor hiposincron

P_m: putere mecanică (P_m < 0 dacă maşina este antrenată)
P_s: putere activă absorbită de stator (P_s < 0 dacă MADA este generator)
P_r: putere activă debitată de rotor (sensul său depinde de semnul alunecării)
P_reţea: putere activă furnizată maşinii din reţea (P_reţea< 0 dacă MADA este generator)
Ω_m: viteza de rotaţie a MADA

Presupunând neglijabile pierderile din circuitele statorului şi rotorului, între puteri există relaţiile:

P_m = P_reţea
P_reţea = P_s - P_r
P_r = s P_s
P_s = P_reţea / (1-s)

În regim de generator hipersincron, P_r este pozitivă, puterea fiind transmisă din rotor către reţea.
În regim de generator hiporsincron, P_r este negativă, puterea fiind transmisă din reţea către rotor.
În ambele cazuri, puterea statorică P_s este debitată în reţea.