Modulação phase disposition com algoritmo de sorting para conversores multiníveis simétricos em cascata
Main Author: | |
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Publication Date: | 2018 |
Format: | Master thesis |
Language: | por |
Source: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
dARK ID: | ark:/26339/001300000tt0d |
Download full: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/16590 |
Summary: | This master thesis presents a modulation technique with sorting of the command signals of semiconductor devices, applied to symmetric cascaded multilevel converters. This technique, referenced here as Phase Disposition with Sorting (PDS), is based on the Phase Disposition (PD) modulation technique and has reference generation with geometric approach. The converter used in this study presents three cells per phase in configuration Back-to-Back. The algorithm aims to overcome the problem of irregular power distribution among the cascaded multilevel converter cells presented in the use of PD technique, but maintaining the characteristic of lower THD (Total Harmonic Distortion) and WTHD (Weighted Total Harmonic Distortion) indices on the line voltages in relation to Phase-Shifted (PS) modulation. Thus, with this redistribution of pulses over the switches, the algorithm is able to distribute the power among the cells and also allows its operation in the occurrence of faults in the converter. In this context, a bibliographic review is presented to introduce the topic of multilevel converters and the main modulation techniques employed, as well as what has already been done to overcome the problem of power distribution mentioned above. After the proper presentation of the reference generation by geometric approach and the proposed algorithm, simulation results for the converter without fault condition, as well as for fault conditions in different cells and modulation indices, will be presented and discussed. The methodology of control of the DC bus and communication protocol implemented will be presented and, at the end of this thesis, the validation of the proposed technique through the experimental results obtained will be presented. |
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Modulação phase disposition com algoritmo de sorting para conversores multiníveis simétricos em cascataPhase disposition modulation with sorting algorithm for symmetric cascaded multilevel convertersConversores multiníveis em cascataModulação com abordagem geométricaOperação em faltas no conversorModulação phase disposition (PD)Algoritmo de sortingRedistribuição de pulsosCascaded multilevel convertersModulation with geometric approachOperation under fault conditionPhase disposition (PD) modulationSorting algorithmPulses redistributionCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThis master thesis presents a modulation technique with sorting of the command signals of semiconductor devices, applied to symmetric cascaded multilevel converters. This technique, referenced here as Phase Disposition with Sorting (PDS), is based on the Phase Disposition (PD) modulation technique and has reference generation with geometric approach. The converter used in this study presents three cells per phase in configuration Back-to-Back. The algorithm aims to overcome the problem of irregular power distribution among the cascaded multilevel converter cells presented in the use of PD technique, but maintaining the characteristic of lower THD (Total Harmonic Distortion) and WTHD (Weighted Total Harmonic Distortion) indices on the line voltages in relation to Phase-Shifted (PS) modulation. Thus, with this redistribution of pulses over the switches, the algorithm is able to distribute the power among the cells and also allows its operation in the occurrence of faults in the converter. In this context, a bibliographic review is presented to introduce the topic of multilevel converters and the main modulation techniques employed, as well as what has already been done to overcome the problem of power distribution mentioned above. After the proper presentation of the reference generation by geometric approach and the proposed algorithm, simulation results for the converter without fault condition, as well as for fault conditions in different cells and modulation indices, will be presented and discussed. The methodology of control of the DC bus and communication protocol implemented will be presented and, at the end of this thesis, the validation of the proposed technique through the experimental results obtained will be presented.Esta dissertação apresenta uma proposta de técnica de modulação com redistribuição (sorting) dos sinais de comando dos dispositivos semicondutores, aplicada a conversores multiníveis em cascata simétricos. Esta técnica, aqui referenciada por Phase Disposition com Sorting (PDS), é baseada na técnica de modulação Phase Disposition (PD) e possui geração de referência por abordagem geométrica. O conversor em estudo, por sua vez, apresenta três células por fase em configuração Back-to-Back. O algoritmo tem por objetivo contornar o problema da irregular distribuição de potência entre as células de conversores multiníveis em cascata apresentado na utilização da técnica PD, porém mantendo a característica de menores índices das taxas de distorção harmônica THD e WTHD sobre as tensões de linha em relação à modulação Phase-Shifted (PS). Desta forma, com esta redistribuição dos pulsos sobre as chaves, o algoritmo consegue distribuir a potência entre as células, além de permitir seu funcionamento na ocorrência de faltas no conversor. Neste sentido, uma revisão bibliográfica é realizada para introduzir ao tema de conversores multiníveis e as principais técnicas de modulação empregadas, bem como o que já foi realizado como forma de contorno deste problema de distribuição de potência. Após a devida apresentação da geração de referência por abordagem geométrica e do algoritmo proposto, resultados de simulação para o conversor em estudo operando sem faltas, bem como para faltas em diferentes células e índices de modulação, serão apresentados e discutidos. A metodologia de controle do barramento CC e protocolo de comunicação implementados serão apresentados para, ao fim desta dissertação, validar a técnica proposta através dos resultados experimentais obtidos.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaCarnielutti, Fernanda de Moraishttp://lattes.cnpq.br/3985702535358474Pinheiro, Humbertohttp://lattes.cnpq.br/5900576762082210Pinheiro, José Reneshttp://lattes.cnpq.br/2333794966860226Grigoletto, Felipe Bovolinihttp://lattes.cnpq.br/7906627505162145De Paris, Jean Michel2019-05-20T16:21:51Z2019-05-20T16:21:51Z2018-08-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/16590ark:/26339/001300000tt0dporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2019-05-21T06:01:42Zoai:repositorio.ufsm.br:1/16590Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2019-05-21T06:01:42Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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This master thesis presents a modulation technique with sorting of the command signals of semiconductor devices, applied to symmetric cascaded multilevel converters. This technique, referenced here as Phase Disposition with Sorting (PDS), is based on the Phase Disposition (PD) modulation technique and has reference generation with geometric approach. The converter used in this study presents three cells per phase in configuration Back-to-Back. The algorithm aims to overcome the problem of irregular power distribution among the cascaded multilevel converter cells presented in the use of PD technique, but maintaining the characteristic of lower THD (Total Harmonic Distortion) and WTHD (Weighted Total Harmonic Distortion) indices on the line voltages in relation to Phase-Shifted (PS) modulation. Thus, with this redistribution of pulses over the switches, the algorithm is able to distribute the power among the cells and also allows its operation in the occurrence of faults in the converter. In this context, a bibliographic review is presented to introduce the topic of multilevel converters and the main modulation techniques employed, as well as what has already been done to overcome the problem of power distribution mentioned above. After the proper presentation of the reference generation by geometric approach and the proposed algorithm, simulation results for the converter without fault condition, as well as for fault conditions in different cells and modulation indices, will be presented and discussed. The methodology of control of the DC bus and communication protocol implemented will be presented and, at the end of this thesis, the validation of the proposed technique through the experimental results obtained will be presented. |
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