Inversores multiníveis em cascata usando reduzido número de fontes CC isoladas. - BAHIA, Antônio da Costa. (2019)
Este trabalho está centrado no estudo de conversores CC-CA multiníveis capazes de pro- duzir um elevado número de níveis de saída utilizando um reduzido número de fontes CC isolados e, de modo geral, número de componentes. Neste âmbito, três topologias baseadas no conversor com ponto neutro grampeado (Neutral-Point Clamped - NPC) que empregam uma única fonte CC isolada e outras duas estruturas baseadas no conversor multinível modular em cascata (Modular Multilevel Cascaded Converter - MMCC) são propostas. Os sistemas baseados no conversor NPC consistem de inversores multiníveis com transformadores em cascata acoplados somente a braços NPC de três níveis ou as- sociados a braços NPC de três níveis e braços dois níveis, das quais um é compartilhada entre os transformadores. Estas conĄgurações são analisadas considerando dois cenários transformadores, um simétrico e outro assimétrico. Os sistemas baseados no MMCC con- sistem em inversores multiníveis assimétricos em cascata, onde cada fase é composta de uma ponte-H de três níveis e uma ponte-H de nove níveis conectadas em série. As pontes- H de nove níveis são construídas a partir do MMCC, enquanto as pontes-H de três níveis são operadas de maneiras, usando fonte CC e usando capacitor Ćutuante. Estas conĄgu- rações são investigadas usando as relações de tensão CC assimétricas de 1:8 e 1:12 entres as pontes-H. Para cada uma dessas topologias, uma análise de operação do conversor e as equações das tensões descrevendo o modelo do sistema são apresentados. A partir da aná- lise das combinações possíveis de estados das chaves, as estratégias de modulação também são desenvolvidas. Além disso, são utilizados para comparação e avaliação do desempenho das topologias investigadas os seguintes critérios principais: o número de componentes e níveis; potência nominal dos transformadores; tensão, corrente e frequência nominal das chaves de potência, distorção harmônica total (Total Harmonic Distortion - THD); per- das nos dispositivos semicondutores e nos transformadores; e tensão de modo comum. Por Ąm, os resultados de simulação e experimentais são apresentados e discutidos para a validação das topologias estudadas.