Sistemas monofásicos de conversão de energia elétrica baseados em conversores estáticos multiníveis CA-CC-CA e CC-CA.

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: LACERDA, Rodrigo Pereira de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Barramento CC futuante; Conversores CA-CC; Conversores CA-CC-CA; Estratégia de Controle; Estratégia de PWM; Transformador; AC-DC-AC converters; Control strategy; DC-AC converters; Floating DC links; PWM strategy; Transformer; Engenharia Elétrica
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/22985

Neste trabalho, são propostas novas topologias de conversores multiníveis CA-CC-CA e CC-CA aplicados em sistemas monofásicos de conversão e compensação de energia elétrica. As confgurações CA-CC-CA propostas são obtidas a partir da conexão de conversores de três braços (3L) e ponte H (HB), sobretudo usando transformadores de baixa e alta frequência e barramentos CC com capacitores futuantes. Os conversores CA-CC-CA estudados fornecem tensão à carga com amplitude e frequência fxas, e corrente de entrada senoidal com baixo conteúdo harmônico e alto fator de potência, podendo ser utilizados para compensar sobretensões e afundamentos na tensão da rede elétrica, assim como potência reativa e harmônicos causados por cargas não lineares. Nessa categoria, são estudados dois grupos de conversores: 1) topologias CA-CC-CA sem transformadores de baixa frequência para aplicações nas quais a tensão nominal da carga é maior do que a tensão nominal da rede elétrica; e 2) topologias CA-CC-CA baseados em transformadores de baixa frequência para aplicações nas quais a tensão nominal da carga pode ser maior, menor ou igual à tensão nominal da rede elétrica. Essas topologias são analisadas em diferentes cenários de tensão e potência em comparação com conversores convencionais. Os benefícios gerados incluem menores distorções harmônicas e reduzidos estresses de chaveamento e perdas nos semicondutores, principalmente em cenários de tensão elevada e baixa corrente. As confgurações CC-CA estudadas são baseadas na conexão de módulos de conversores com transformadores em cascada usando dois barramentos CC. Em comparação com confgurações convencionais, as topologias CC-CA propostas têm menores distorções harmônicas, menor número de componentes, menores estresses de chaveamento e reduzidas perdas nos semicondutores. Resultados de simulação e experimentais são implementados para validar a operação dos sistemas propostos, e as técnicas de modulação PWM e estratégias de controle desenvolvidas.