Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Macedo, Rui Jorge Matos
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/51285
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica e de Computadores
id RCAP_53dfb3692354062de662cfc6dbf52452
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/51285
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétricaInversor multinívelDiode clampedFlying capacitorCascaded cellHibrido / assimétricoQualidade de energia elétricaFiltros ativos de potênciaMultilevel inverterHybrid / asymmetricPower qualityActive power filtersEngenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica e de ComputadoresA exigência na qualidade da forma de onda sintetizada pelos inversores de eletrónica de potência é cada vez maior, estando esta qualidade associada a um melhor funcionamento e a um maior tempo de vida por parte das cargas e sistemas associados aos inversores. A melhoria na qualidade das formas de onda geradas pelos inversores tem sido conseguida maioritariamente através do aumento da frequência de comutação dos semicondutores. Esta estratégia provoca perdas de comutação mais elevadas, maior stress aplicado ao semicondutor e um aumento das interferências eletromagnéticas. Outro método que começa a ser utilizado para melhorar a qualidade das formas de onda dos inversores é o aumento do número de níveis na forma de onda gerada à saída. Este método utiliza inversores com topologias multinível, podendo aumentar a qualidade das formas de onda produzidas sem as desvantagens da utilização de uma frequência de comutação muito alta. Inicialmente o uso dos inversores multinível era limitado a aplicações de tensões muito elevadas, devido ao custo elevado dos semicondutores e ao baixo poder de processamento dos controladores digitais existentes. Com a evolução das tecnologias é cada vez mais viável a utilização deste tipo de topologias em aplicações de baixa tensão que necessitam de uma foram de onda com uma distorção mínima. Esta dissertação de mestrado visa o desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para uma aplicação de baixa tensão, atribuindo maior foco à qualidade da forma de onda a sintetizar. Para tal, foi escolhida uma aplicação de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) nomeadamente um Filtro Ativo de Potência Paralelo (FAPP). A efetividade da compensação por parte do FAPP depende muito da qualidade das correntes sintetizadas. Sendo assim, o principal objetivo é a sintetização de correntes de compensação com elevada qualidade e com baixo ripple. Para tal, foi utilizada uma topologia de cinco níveis, cuja diferença de tensão entre níveis é menor quando comparada com um inversor convencional de 2 níveis, reduzindo assim o ripple da corrente produzida sem necessidade de aumentar os filtros passivos de saída. No decorrer deste trabalho foi realizado um estudo bibliográfico sobre inversores multinível e filtros ativos de potência. Posteriormente, foram realizadas simulações computacionais para validar a topologia a implementar. Por último, foi desenvolvido um protótipo laboratorial e foram realizados testes práticos com diferentes cargas, para comprovar o funcionamento adequado do FAPP.The quality requirements of the signals synthesized by power inverters are increasing, being this quality associated to a better performance and longer lifetime of the loads and systems related to the inverters. The improvement in the quality of the inverters signal has been achieved by increasing the switching frequency. This strategy leads to high losses, greater stress applied to semiconductor and an increase of electromagnetic interference. Another method that is beginning to be used to improve the quality of the signals produced by power inverters is the increase in the number of levels of the output signals. This method uses inverters with multilevel topologies, allowing increase the quality of the produced signals without the disadvantages of the very high switching frequency. Initially the use of multilevel inverters was limited to high power applications, due to the high cost of semiconductors and low processing power of digital controllers. With the evolution of technologies, the use of multilevel topologies turns out to be more reliable in low voltage applications requiring signals with very low distortion. This dissertation aims at the development of a single-phase multilevel inverter for low-voltage application, giving greater focus to the quality of the synthesized signals. So, a power quality application was chosen, more precisely a Shunt Active Power Filter (SAPF). The effectiveness of a SAPF depends on the quality of the synthesized high quality and low ripple. To accomplish with this requirements, a five-level topology was selected, whose voltage difference between levels is less when compared to a conventional two level inverter, thus reducing the ripple without increasing the output passive filters. Along the work, a bibliographical study on multilevel inverters and active power filters was done. Later, simulations were performed to validate the topology, in order to proceed to its implementation. Finally, a laboratorial prototype has been developed and practical tests were carried out with different loads, to demonstrate the SAPF proper operation.Pinto, J. G.Universidade do MinhoMacedo, Rui Jorge Matos20152015-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/51285por201866650info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:44:57Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/51285Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:42:44.199305Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
title Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
spellingShingle Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
Macedo, Rui Jorge Matos
Inversor multinível
Diode clamped
Flying capacitor
Cascaded cell
Hibrido / assimétrico
Qualidade de energia elétrica
Filtros ativos de potência
Multilevel inverter
Hybrid / asymmetric
Power quality
Active power filters
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
title_short Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
title_full Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
title_fullStr Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
title_sort Desenvolvimento de um inversor multinível monofásico para aplicações de qualidade de energia elétrica
author Macedo, Rui Jorge Matos
author_facet Macedo, Rui Jorge Matos
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Pinto, J. G.
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Macedo, Rui Jorge Matos
dc.subject.por.fl_str_mv Inversor multinível
Diode clamped
Flying capacitor
Cascaded cell
Hibrido / assimétrico
Qualidade de energia elétrica
Filtros ativos de potência
Multilevel inverter
Hybrid / asymmetric
Power quality
Active power filters
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
topic Inversor multinível
Diode clamped
Flying capacitor
Cascaded cell
Hibrido / assimétrico
Qualidade de energia elétrica
Filtros ativos de potência
Multilevel inverter
Hybrid / asymmetric
Power quality
Active power filters
Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica e de Computadores
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015
2015-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/51285
url http://hdl.handle.net/1822/51285
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv 201866650
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132981951987712

Registros relacionados