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No parágrafo seguinte irão ser estudados os conversores estáticos de potência que ligam o rotor da MADA à rede. Os enrolamentos trifásicos do estator são ligados directamente à rede.

O conversor estático é composto por um rectificador, um andar intermédio de contínua e um ondulador de tensão. É reversível em corrente já que a potência rotórica, Pr, transita num sentido, quando em funcionamento hipersíncrono, e no sentido contrário em funcionamento hiposíncrono. Nessa situação, o ondulador torna-se num rectificador e o rectificador em ondulador.

Sabendo que Pr = g Ps e que, geralmente, o valor absoluto do escorregamento é muito inferior à unidade, Pr é somente uma fracção da potência estatórica, Ps. O sinal de Pr muda com o escorregamento g. Assim, em função do sinal do escorregamento, há dois tipos possíveis de funcionamento.

A máquina assíncrona funciona como gerador com um valor de velocidade de rotação mecânica superior à velocidade de sincronismo. Têm-se um escorregamento g < 0 e diz-se que o modo de funcionamento é hipersíncrono. A potência no rotor da MADA é gerada e enviada para a rede através do conversor.

• O conversor 2 funciona como ondulador, voltando a converter a energia do circuito intermédio de contínua. Regulando o comando do ondulador é possível ajustar e obter à saída um sinal com uma amplitude e uma frequência adaptados aos valores da rede, após a conversão no transformador elevador de tensão.

• A passagem pelo andar intermédio em contínua é indispensável para permitir ao ondulador regular a amplitude e a frequência. A rede é considerada como uma fonte de corrente, tendo em conta as indutâncias da rede. Do mesmo modo, os enrolamentos do rotor são vistos como uma fonte de corrente já que correspondem a bobinas. Uma bobina é considerada como uma fonte de corrente porque a corrente que nela circula nunca pode sofrer uma descontinuidade. Como a tensão aos terminais de um condensador nunca é descontínua, trata-se de uma fonte de tensão. Ao utilizar um andar intermédio em contínua com um condensador, assegura-se a alternância entre fonte de tensão e fonte de corrente.

Sentido 2: Funcionamento em modo hiposíncrono:

• O conversor 2 funciona como rectificador, transformando o sinal fornecido pela rede num sinal contínuo.
• O conversor 1 funciona como ondulador, regulando a amplitude e a frequência do sinal enviado para o rotor da MADA, actuando sobre as tensões aos terminais dos circuitos do rotor e fazendo variar a velocidade da turbina, o que equivale a variar a potência extraída. O ondulador alimenta a máquina assíncrona em corrente alternada.

Fluxo de energia:

• Se Om > Os , g < 0 ,está-se em modo hipersíncrono. A potência é fornecida pelo rotor e, ao ser convertida para o andar intermédio em contínua, contribui para o aumento do valor da tensão contínua aos terminais do condensador.

• Se Om < Os , g > 0, está-se em modo hiposíncrono. A potência é absorvida pelo rotor e, ao provir do andar intermédio em contínua, contribui para a redução do valor da tensão contínua aos terminais do condensador.

• O conversor do lado da rede fornece potência na direcção da rede ou absorve a potência proveniente da rede, de modo a manter a tensão continua constante.

• O conversor do lado do rotor fornece a potência rotórica com uma velocidade angular igual à frequência da rede multiplicada pelo valor absoluto do escorregamento, g, ou seja ?r = |g| . ?s. Este valor permite controlar o valor do binário electromagnético do gerador e, em consequência, a sua velocidade.

Potência reactiva:

Os dois conversores podem gerar ou absorver potência reactiva e controlar o seu valor.

A potência reactiva fornecida à rede pode ser controlada pela potência reactiva fornecida ou absorvida pelo conversor ligado ao rotor. A potência reactiva é trocada entre o conversor e a rede, através do gerador. Efectivamente, este absorve potência reactiva para compensar as indutâncias mútuas e as indutâncias de fugas.

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