Compensadores estáticos de potência para sistemas trifásicos. - MATIAS, Rafael Rocha. (2012)
Este trabalho de doutorado trata dos compensadores estáticos de potência (ou filtros ativos de potência) em sistemas trifásicos e das técnicas de melhoria da qualidade de energia associadas, enfatizando-se o emprego mais adequado de cada uma delas. Especificamente, pode-se destacar dois pontos no trabalho: a análise do comportamento dos compensadores em regime permanente, buscando a melhoria no projeto e operação destes e o segundo ponto é a avaliação de novas topologias de implementação do filtro ativo universal. Foram abordados os filtros ativos paralelo, série e universal. Esse último é analisado em três propostas distintas de implementação: i) a clássica - um conversor de seis braços e um barramento cc; ii) um conversor de cinco braços e um barramento cc; iii) com dois conversores trifásicos e dois barramentos cc e iv) com três conversores trifásicos e três barramentos cc. O estudo em regime permanente para os filtros paralelo e série possibilita uma melhor compreensão do funcionamento e melhoria do filtro universal, que é simplesmente a junção destes dois. Nesse estudo é possível variar os diversos parâmetros do sistema permitindo avaliar os comportamentos das correntes e tensões, buscando um ponto de operação que minimize as perdas no conversor. A implementação do filtro universal com dois barramentos é justificada pelo fato de que cada conversor exige uma tensão de barramento diferente, dessa forma, nessa estrutura a tensão em cada barramento é melhor dimensionada. Por consequência são promovidas a redução de perdas e distorção harmônica. Já na implementação utilizando o conversor de cinco braços (e um barramento), é analisada a possibilidade de sincronismo entre as tensões dos filtros, pois nessa situação o conversor de cinco braços se comporta como o conversor de seis braços, no que se refere ao aproveitamento da tensão de barramento. Por último são propostas duas topologias que empregam três conversores trifásicos sem o compartilhamento dos barramentos cc. Uma utiliza dois filtros paralelo e um xiii xiv série, chamada de filtro universal paralelo-série-paralelo, e a outra topologia é chamada de série-paralelo-série, pois utiliza dois filtros série e um paralelo. Estas topologias tem como desvantagem o uso de mais chaves semicondutoras e capacitores para o barramento, entretanto, elas possuem um grau de liberdade que é utilizado para otimização do sistema. Para efeito de comparação entre as estruturas, foi utilizada como base, as perdas de chaveamento, condução e bloqueio das chaves semicondutoras. Nesse sentido simulações no domínio do tempo também foram desenvolvidas para as topologias, afim de avaliar tais perdas. O trabalho tem como méritos uma descrição mais detalhada do comportamento dos filtros ativos série, paralelo e universal, consequentemente apresentando os melhores pontos de operação dos mesmos, além de apresentar formas distintas de implementação do filtro universal