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http://hdl.handle.net/1843/76377
Tipo: | Dissertação |
Título: | Device-level interleaved converter for DC-AC applications |
Autor(es): | Vítor Henrique Madureira Biajo |
Primeiro Orientador: | Sidelmo Magalhães Silva |
Primeiro membro da banca : | Braz de Jesus Cardoso Filho |
Segundo membro da banca: | Menaouar Berrehil El Kattel |
Resumo: | Connecting DC-AC converters in parallel has been a powerful tool to achieve high current capacity in power electronics for years, with interleaved inverters being a prominent example. As reviewed in this work, with the most traditional modulation being the Phase-Shifted Pulse Width Modulation (PS-PWM), numerous topologies and control techniques have been researched in order to improve power density and power quality metrics of conventional interleaved inverters. However, issues such as the presence of circulating currents and higher complexity in the magnetics design can hinder the wide adoption of this technique. Along with the advancement of semiconductor technology, and based on a sequential modulation technique called Interleaved Pulse Width Modulation (IPWM), the Device-Level Interleaved Converter (DLIC) is proposed. The presented topology allows the use of paralleled converters without adding extra inductors to the system, benefiting applications where power density is a crucial requirement, such as electric drives for traction, for example. This work presents the main concepts of interleaving, providing an extensive literature review and proposing a novel topology that is tested through offline and real-time simulations. Results are analyzed in terms of inductor volume, output current ripple, circulating current, and power converter efficiency. These metrics are discussed, and the work concludes on the benefits and drawbacks of the proposed topology. |
Abstract: | A conexão de conversores c.c.-c.a. em paralelo tem sido uma ferramenta poderosa para alcançar alta capacidade de corrente em eletrônica de potência há anos, com inversores intercalados sendo um notável exemplo proeminente. Como revisado neste trabalho, com a modulação mais tradicional sendo a Modulação de Largura de Pulso com Deslocamento de Fase (PS-PWM), inúmeras topologias e técnicas de controle têm sido pesquisadas para melhorar a densidade de potência e métricas de qualidade de energia de inversores intercalados convencionais. No entanto, problemas como a presença de corrente de circulação e a maior complexidade no projeto e montagem dos magnéticos dificultam a ampla adoção desse recurso. Juntamente com o avanço da tecnologia de semicondutores e baseado em uma técnica de modulação sequencial chamada Modulação de Largura de Pulso Intercalada (IPWM), é proposto o Conversor Intercalado a Nível do Dispositivo (DLIC). A topologia apresentada permite o uso de conversores em paralelo sem adicionar indutores extras ao sistema, beneficiando aplicações onde a densidade de potência é um requisito crucial, como em acionamentos elétricos para tração, por exemplo. Este trabalho apresenta os conceitos básicos da intercalação, fornecendo uma extensa revisão da literatura e propondo uma topologia inovadora que é testada por simulações \textit{offline} e de tempo real. Os resultados são analisados em termos de volume do indutor, ondulação da corrente de saída, corrente de circulação e eficiência do conversor de potência. Essas métricas são, então, discutidas, e o trabalho conclui sobre os benefícios e desvantagens da topologia proposta. |
Assunto: | Acionamento elétrico Conversores de corrente elétrica Inversores elétricos Modulação de pulso (Eletrônica) |
Idioma: | eng |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/76377 |
Data do documento: | 8-Mar-2024 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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