Modelado y análisis de la no linealidad magnética en máquinas eléctricas para estudios de estabilidad

Abstract

This research focuses on the proposal of a model that describes the loop hysteresis in a simple way, with the aim of being included in the models of the electric machines. Taking this as a reference, an algebraic model is analyzed, known as: Proximity Hysteresis Model or L2P. This model only requires four parameters, two of them are obtained by the experimental curve and the other two by means of optimization. The original model is deficient for the representation of loop hysteresis reported in other works, so that two important contributions are made: A simple method to acquire parameters directly by inspection of the experimental loop hysteresis and the introduction of an equation to the model for the representation of actual loop hysteresis. The L2P model with its respective modifications is included in the three-phase transformer, induction and synchronous machine models. The three models are developed in phase coordinates (abc). Once the models are obtained, balanced and unbalanced faults tests are performed in order to make comparisons with the linear models and their behavior in the case of stability studies. The models that are presented, establish the bases to be included in more complete stability studies.

Esta investigación se centra en la propuesta de un modelo que describe el ciclo de histéresis de manera sencilla, con el objetivo de incluirlo en los modelos de las máquinas eléctricas. Tomando esto como referencia, se analiza un modelo algebraico conocido como: Limiting Loop Proximity Hysteresis Model o L2P. El modelo solo requiere cuatro parámetros, dos de ellos se obtienen por la curva experimental y los otros dos mediante optimizaciones. El modelo original es deficiente para la representación de ciclos de histéresis reportados en la literatura, por lo que se realiza dos aportes importantes: Un método sencillo para adquirir los parámetros directamente por inspección del ciclo experimental de histéresis y la introducción de una ecuación al modelo para la representación de ciclos de histéresis reales, en máquinas eléctricas El modelo L2P con sus respectivas modificaciones, se incluirá en los modelos del transformador trifásico, la máquina de inducción y la maquina síncrona. Los tres modelos se desarrollan en coordenadas de fase (abc). Una vez derivados los modelos, se realizan pruebas de fallas balanceadas y desbalanceadas a fin de realizar comparaciones con los modelos lineales y los modelos dinámicos de las máquinas eléctricas y del transformador. Los modelos que se presentan, sientan las bases para incluirse en estudios de estabilidad más completos.