Sistemas multiníveis de conversão de energia baseados em conversores estáticos conectados em série e interconectados. - LACERDA, Rodrigo Pereira de. (2018)
Neste trabalho são desenvolvidas e analisadas diferentes topologias de conversores multiníveis que podem ser aplicadas em sistemas de conversão e compensação de energia elétrica. São propostas três configurações híbridas trifásicas do tipo CC/CA e CA/CC formadas pela interconexão de módulos de conversores de três braços com braços de dois e três níveis. Essas topologias possuem vantagens em relação às topologias convencionais trifásicas, como àquelas formadas pela interconexão de módulos ponte-H, pois permitem reduzir o nível de tensão nas chaves, o WTHD das tensões e as perdas nos semicondutores. Outras vantagens incluem a facilidade da interconexão dos módulos que compõem a estrutura do conversor e a sua aplicabilidade em sistemas de alta tensão. É proposta também uma configuração multinível do tipo CA/CC/CA monofásica formada pela conexão em série de dois conversores de três braços por meio de dois transformadores, compartilhando o mesmo barramento CC. Esse conversor é comparado com uma topologia já discutida na literatura formada pela conexão em série de dois conversores de três braços com dois barramentos CC. As vantagens apresentadas pela topologia proposta são: redução do WTHD das tensões geradas pelo conversor, redução das perdas totais nos semicondutores, compensação de sobretensões e afundamentos na rede elétrica, redução do número de barramentos CC e simplificação do sistema de controle. Para as topologias estudadas foram desenvolvidos: modelos dinâmicos, técnicas de modulação PWM e estratégias de controle. As estratégias PWM usadas incluem as técnicas Level-Shifted (LS-PWM), Interleaved e Space Vector (SV-PWM). Comparações entre as topologias propostas e as topologias convencionais são realizadas em termos da distorção harmônica e perdas de potência nos semicondutores. São apresentados resultados de simulação e experimentais para validação dos estudos realizados.