Retificadores trifásicos baseados em conversores estáticos conectados em série. - MÉLLO, João Paulo Ramos Agra. (2015)
Nesta dissertação de mestrado são apresentados três grupos de retificadores trifásicos baseados em conversores estáticos conectados em série, objetivando contribuir com a diversidade de opções disponíveis na literatura. As configurações propostas são analisadas e comparadas principalmente por meio do THD das correntes fornecidas pela fonte de potência AC, do WTHD das tensões AC geradas pelos conversores, e das perdas por condução e por chaveamento nos elementos semicondutores. O primeiro grupo, denominado grupo OE (Open-End), contém cinco configurações baseadas em fontes AC configuradas em open-end, o que possibilita a conexão de até dois conversores trifásicos em cascata. O segundo grupo, denominado grupo SCIT (Series Converters with Injection Transformers), possui três topologias que empregam dois conversores trifásicos conectados em série por meio de transformadores de injeção. O último grupo de topologias, denominado grupo SHB (Series H-Bridges), possui seis configurações baseadas na conexão em cascata de duas pontes H. Os dois primeiros grupos possuem configurações uni e bidirecionais, enquanto o último grupo possui apenas configurações unidirecionais. A cada grupo de topologias é dedicado um capítulo, tratando dos modelos elétricos dos sistemas, das técnicas PWM empregadas e das estratégias de controle propostas. As técnicas PWM são baseadas no LSPWM (Level-Shifted PWM), e os sistemas de controle se baseiam em estruturas em cascata, na qual a malha externa é referente à regulação das tensões DC e a malha interna é referente ao controle das correntes AC. Além disso, para todos os grupos são mostrados resultados de simulação e alguns resultados experimentais. As comparações entre as configurações são feitas com base nos resultados de simulação, enquanto os resultados experimentais serviram para validar a aplicabilidade das topologias propostas. Um outro capítulo do trabalho trata da generalização dos grupos SCIT e SHB, onde os modelos dos sistemas e os cálculos preliminares necessários para o desenvolvimento das técnicas PWM são apresentados para as situações onde mais de duas células básicas de conversores são conectadas em série. O capítulo final conclui o trabalho, e nele os grupos de topologias são comparados com base nos resultados de simulação obtidos. Pôde-se concluir que, dentre os grupos OE e SCIT, algumas configurações pertencentes ao primeiro grupo apresentaram maiores níveis de THD, WTHD e perdas nos semicondutores. Além disso, verificou-se que o grupo SCIT requereu um sistema de controle mais simples. Já dentre as configurações do grupo SHB, um subgrupo com três barramentos DC não-isolados apresentou THD, WTHD e perdas menores do que os outros dois subgrupos, sendo um deles com um barramento DC e o outro com três barramentos DC isolados.