Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work has for motive to obtain the project and build of an assymmetrical three-phase induction generator connected to single-phase supply system, in order to be used in rural areas. This equipment has been presented as a better alternative in relation the others proposed more commercialized at the moment, due to its robustness, low cost, less maintenance requirements and excellent performance. Firstly, in the theoric part concerned to the system it is presented a mathematical representation, frequency domain mathematical model, whose equations are performed in function of an unbalance factor in order to obtain balance three-phase voltages in the system. Then, some simulations are performed in the simulator that was developed in the Microsoft Excel program. From these implements, it is carried out study cases to prove the assymmetrical three-phase induction generator use potentialities. A prototype is projected and built, which experimental results are compared to the computer result. / O objetivo deste trabalho é obter o projeto e a construção de um gerador de indução trifásico assimétrico conectado a um sistema de distribuição de energia elétrica monofásica; visando aplicá-lo em áreas rurais. Este dispositivo, em face de sua robustez, baixo custo, menores requisitos de manutenção e bom desempenho, consiste numa alternativa bastante atrativa em relação às outras propostas existentes atualmente. O estudo teórico inicia-se através da elaboração de uma modelagem matemática para o sistema, no domínio da freqüência, cujas equações são colocadas em função de um fator indicativo do nível de desbalanceamento, visando à obtenção de tensões balanceadas na carga. Para tanto, a modelagem matemática elaborada é implementada num simulador desenvolvido no programa Microsoft Excel. A partir desta implementação, são efetuados estudos de casos no sentido de evidenciar as potencialidades do gerador assimétrico conectado a cargas rurais. Os trabalhos computacionais são devidamente validados à luz de resultados experimentais extraídos de um protótipo de equipamento concebido, projetado e construído para fins deste trabalho. / Mestre em Ciências

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Nelio Neves.pdf: 3219323 bytes, checksum: 942eb8a565f853723f37d1f40fe87298 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / This text reports the effort to present a proposal of a power generation system based on cage rotor Induction Electrical Machine associated to a sinusoidally-switched PWM (Pulse Width Modulation) frequency converter responsible for maintaining constant 60 Hz frequency at the generator leads. DC side at the PWM converter is nonsynchronously connected to a single-phase utility line by means of a full-bridge current-fed thyristor inverter, employing a step-down DC-DC converter in order to turn the grid injected current into a sinusoidal waveform. The proposed system allows for the operation as cogenerator in sites fed by single-phase utility net where there is availability of energetic resources. The DC capacitor voltage (Vdc) is controlled through the DC side energy balance adjusting the amplitude of the active current sent to the utility grid. The control strategy employed was the analogic proportional-integral (PI) error compensation. The system is also able to act as reactive power compensator to the AC loads as the Cdc capacitor represents a voltage source to the inverter and the three-phase diode bridge allows for bidirectional power flow between AC and DC sides. Simulation and experimental results has corroborated system viability to provide three-phase balanced regulated voltages complying with ANEEL 505/2001 Resolution and with IEEE Std 519-1992. / Este trabalho apresenta a proposta de um sistema para geração de energia elétrica baseado na Máquina de Indução Trifásica (MIT) com rotor tipo gaiola de esquilo associada a um conversor de freqüência chaveado no modo PWM (modulação por largura de pulsos na sigla em inglês) senoidal. O lado CC do conversor de frequência é conectado assincronamente à rede monofásica da concessionária através de um inversor monofásico em ponte completa a tiristores, alimentado em corrente, e de um conversor CC-CC abaixador de tensão, utilizado para modular senoidalmente a corrente injetada na rede via inversor. Este sistema permite a operação como co-gerador em localidades alimentadas por linhas monofásicas e com disponibilidade de recursos energéticos. O conversor de freqüência é responsável por manter a freqüência fundamental nos terminais do gerador de indução fixa em 60 Hz. A tensão no capacitor Ccc (Vcc) é controlada através da manutenção do balanço energético no lado CC do conversor PWM, ajustando a amplitude da corrente ativa injetada na rede monofásica em um valor adequado. A estratégia empregada para implementação do controle foi a compensação analógica tipo proporcional-integral (PI) do erro de Vcc. O sistema é ainda capaz de atuar como compensador de potência reativa para as cargas CA, já que o capacitor Ccc representa uma fonte de tensão contínua para o inversor e a ponte trifásica a diodos permite o fluxo bidiredional de energia entre os lados CA e CC do sistema. Os resultados de simulação e experimentais sustentam a viabilidade do sistema para prover tensões trifásicas equilibradas e reguladas, satisfazendo os requisitos da resolução 505/2001 da ANEEL e da norma IEEE Std 519-1992 do IEEE/ANSI.