A tensão terminal gerada nos terminais da máquina síncrona apresentou variação menor que 5% especificados no projeto do conversor, então está dentro da faixa de valores esperados para o sistema. Porém uma análise mais aprofundada demonstra que há um sobressinal de 20% no período transitório, ou seja, no momento em que a máquina parte o que faz parte da dinâmica da máquina, mas logo se estabiliza e em menos de 1 segundo, o sistema tem uma resposta rápida considerando a dinâmica mais lenta da máquina síncrona.
Em relação a tensão de Excitação nota-se que no instante em que uma carga indutiva é conectada ao sistema a medição demonstra que a tensão gerada diminui então o sinal de controle
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aumenta visando aumentar o ciclo de trabalho que aciona o conversor, assim injetando maior corrente de excitação no GS.
No instante em que a carga capacitiva é acionada há um aumento da tensão terminal observado pelo gráfico da tensão medida, assim o controle age logo em seguida diminuindo o ciclo de trabalho e a corrente de excitação no campo da máquina é menor para controlar a tensão gerada.
Assim se dá o comportamento da excitatriz estática, acionada por IGBT, sempre visando controlar a máquina síncrona de acordo com o erro gerado entre o valor medido e o valor de referência. Pode-se dizer que o sistema obteve uma resposta rápida pois assim que houve o aumento da tensão terminal o controle atuou e fez com que a tensão retornasse para o valor de referência neste caso sendo em 1 pu, constatando que o sistema realizou o controle desejado utilizando o conversor CC/CC projetado.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho buscou analisar os sistemas de excitação bem como o gerador síncrono para modelar matematicamente um sistema de excitação estático por barramento auxiliar no caso de uma usina hidrelétrica, com o intuito de controlar a tensão de campo de um gerador síncrono de pequeno porte que pudesse ser aplicado ao conceito de geração distribuída. Foi realizado o estudo da função de transferência dos componentes do sistema e aplicando em simulação.
A implementação das funções de transferência no software Matlab® foi de grande valia, pois foi possível observar a dinâmica do sistema apenas com a modelagem matemática obtida assim observando previamente o valor dos ganhos obtidos e tornando menos braçal e com maior exatidão cálculos necessários durante o processo de projeto. O sistema de excitação foi controlado utilizando duas malhas de controle uma malha interna com controlador proporcional e outra malha externa que abrangeu todos os componentes do conjunto utilizando um controlador integral-proporcional, a variação do Tempo integral também interfere no período transitório.
Um gerador síncrono de pequeno que opera de forma isolada sem perturbações externas, têm sua tensão terminal sendo variada apenas pela conexão de diferentes cargas, assim o ambiente de simulação Psim atendeu aos requisitos desta análise. Em que foi possível observar a resposta relativamente rápida do controle quando geradas variações de cargas.
5.1 TRABALHOS FUTUROS
Como sugestões para trabalhos futuros, é de grande valia realizar a revisão da modelagem matemática do gerador considerando todas as perdas envolvidas no interior da máquina, assim desenvolvendo uma função de transferência que transmita mais a realidade do funcionamento do GS, visando obter melhor ajuste dos compensadores definidos para o conjunto.
Outra sugestão para estudos futuros está relacionada ao fenômeno do ilhamento, que pode ocorrer quando um sistema elétrico de geração de energia opera de forma isolada, que após uma falta na rede interligada, ele continua operando, podendo causar sérios problemas. Visto isso, um estudo interessante seria visando melhorias na detecção desse fenômeno no sentido da usina geradora de energia elétrica em que ele ocorre, para que assim seja coordenada com a proteção do sistema interligado.
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