Análise da operação e controle de um conversor multinível modular híbrido

• Autor(a) principal: Fagundes, Juliano da Silva
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: https://dspace.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/1888
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Engenharia elétrica; Eletrônica de potência; Conversores multiníveis híbridos; Conversor multinível modular; Electrical engineering; Power electronics; Hybrid multilevel converter; Modular multilevel converter

O estudo e a implementação de conversores multiníveis, em especial os Conversores Multiníveis Modulares (MMC – Modular Multilevel Converter), aumentaram significativamente nas últimas décadas por possuírem grande aplicação em áreas industriais, como em Sistemas de Transmissão em Corrente Contínua (HVDC) e Sistemas Flexíveis de Transmissão AC (FACTS). Este último, refere-se à aplicação de equipamento de eletrônica de potência com uma ou mais funções em um sistema de transmissão, para regular e controlar parâmetros como tensão, impedância, ângulo de fase, fluxo de potência, etc. Nas aplicações de alta potência os conversores estáticos podem operar como compensadores de reativos, controlando a tensão e/ou adequando o fator de potência na rede, como sistemas para o controle de potência ativa/reativa em sistemas HVDC conectados à rede elétrica CA ou também no acionamento de máquinas elétricas industriais. Dentre os conversores estáticos, destacam-se os conversores multiníveis com a implementação de topologias híbridas, que são capazes de sintetizar um maior número de níveis de tensão utilizando o mesmo número de interruptores, fazendo assim com que haja uma diminuição da distorção harmônica total (THD) da tensão de saída. Neste trabalho, é apresentada a proposta de um Conversor Modular Multinível Híbrido, com análise do princípio de funcionamento do conversor, modelagem e projeto do sistema de controle das correntes e tensões. O conversor proposto possibilita o aumento do número de níveis na tensão de saída em relação ao MMC convencional e, consequentemente, a diminuição de filtros de saída, considerando um mesmo número de chaves semicondutoras, capacitores e indutores. Os resultados de simulação obtidos demonstram um ganho significativo no número de níveis, permitindo que sejam utilizadas chaves semicondutoras de baixa tensão de bloqueio operando em alta frequência nos dois braços do conversor ou chaves semicondutoras de baixa tensão de bloqueio operando em alta frequência juntamente com chaves semicondutoras com alta tensão de bloqueio operando em baixa frequência.