Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CVEGE
Tipo: Tese de Doutorado
Título: Tensões e correntes senoidais em conversores para média tensão industrial
Autor(es): Alex-sander Amavel Luiz
Primeiro Orientador: Braz de Jesus Cardoso Filho
Resumo: Este trabalho propõe o uso de filtros passivos e da técnica da eliminação seletiva de harmônicos para a obtenção de tensões e correntes senoidais a partir de conversores estáticos de alta potência para média tensão industrial. O trabalho apresenta um estudo que envolve as principais topologias de conversores multiníveis, as técnicasde modulação e as alternativas para a redução do conteúdo harmônico empregadas nessa classe de conversores buscando a produção de tensão e corrente com baixo conteúdo harmônico. A partir desse estudo, o conversor adotado para o trabalho consiste na topologia de três níveis com neutro grampeado a diodo NPC cujos semicondutores são comandados com baixíssimas freqüência de comutação, da ordem de 200Hz. O método de filtragem sugerido constitui-se do filtro LCL deterceira ordem ao qual se adicionam alguns ramos ressonantes para melhorar sua capacidade de atenuação de harmônicos de baixa freqüência. Para o filtro, o trabalho apresenta e avalia um critério de projeto otimizado baseado em sua potência reativa e que minimiza o tamanho e o custo de seus componentes. O trabalho também propõe e confirma a viabilidade da utilização dessa configuração do filtro em condições de freqüência fundamental fixa e variável. A técnica da eliminação seletiva de harmônicos é concebida de modo a responder a variações instantâneas na condição de operação do conjunto do modulador, do conversor e do filtro, a partir de um regulador de corrente clássico, de forma semelhante a outras técnicas de modulação encontradas na literatura. Para o modulador vários aspectos teóricos e práticos são ainda discutidos. Os resultados de simulação e experimentais mostram que é possível obter formas de ondas de tensão e corrente com reduzido conteúdo harmônico, com uma baixíssima freqüência de comutação dos dispositivos semicondutores, com um desempenho satisfatório em ampla faixa de funcionamento do conversor.
Abstract: This work proposes the use of a passive filter and the selective harmonic elimination in order to synthesize sinusoidal voltages and current with high power and medium voltage static converters. The work presents an investigation of the most important multilevel topologies, the modulation techniques and the alternative harmonic reduction methods for this class of power converters mainly concerned with the synthesis sinusoidal voltages and current with low harmonic content. Following thisinvestigation, the NPC neutral point clamped three-level converter was chosen as the multilevel topology in this study. Its power semiconductor devices work with very low switching frequency, about 200Hz. The harmonic reduction method consists of a third order LCL configuration with resonant branches, added to the main filter so as to improve its low frequency attenuation ratio. In this case, the work proposes and evaluates an optimized design procedure based on the filter total reactive power setup to reduce the cost and size of the filter reactive elements. The work proves that the proposed filter can be useful for both constant and variable fundamental frequency applications. As the modulation technique the selective harmonic elimination was conceived to be able to respond to changes in the system operation conditions within a classical current control loop like all other pulse width modulation techniques in the literature. The work also discusses other theoretical and practical aspects related to the selective harmonic elimination. Simulation and experimental results confirm that it is possible to produce sinusoidal voltage and current with very low switching frequency, and high performance in large converter operation range.
Assunto: Engenharia elétrica
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CVEGE
Data do documento: 4-Dez-2007
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