Estudo e implementação de topologias multiníveis com indutores acoplados e número reduzido de componentes.

• Autor(a) principal: SILVA, Juliano Costa Leal da.
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19970
• topic: Conversores multiníveis; Laboratório de Eletrônica Industrial e Acionamento de Máquinas - UFCG; Indutores acoplados magneticamente; Inversores de quatro níveis; Inversores de cinco níveis; Inversor IHR-NPC-4N; Inversor 2L3L-FC; Inversor IHR-NPC-5N; Inversor IR-NPC-5N; Distorção harmônica; Perdas elétricas; Redução de componentes - inversores multinível; Multilevel Converters; Industrial Electronics and Machine Drive Laboratory - UFCG; Magnetically coupled inductors; Four-Level Inverters; Five-Level Inverters; Inverter IHR-NPC-4N; 2L3L-FC Inverter; Inverter IHR-NPC-5N; IR-NPC-5N Inverter; Harmonic distortion; Electrical losses; Component reduction - multilevel inverters; Engenharia Elétrica.

Este trabalho estuda a redução no número total dos componentes em quatro estruturas de conversores multiníveis. Isto possibilita a simplificação da estratégia de modulação utilizada para o controle das chaves, redução do custo e diminuição das perdas elétricas totais destes conversores. São discutidos um total de oito inversores multiníveis monofásicos, sendo quatro destes já conhecidos na literatura, chamados de convencionais, e os outros quatro que são propostos a partir da redução do número de chaves dos convencionais, utilizando indutores acoplados magneticamente entre braços unidirecionais complementares. Para cada conversor proposto é discutido sua operação e a estratégia de modulação utilizada. Em termos quantitativos, os inversores que utilizaram acoplamento indutivo obtiveram melhor relação entre o número de níveis da tensão de saída pelo número de chaves da topologia, melhor desempenho harmônico e menor nível de perdas elétricas nos semicondutores. Por outro lado, para a correta operação destes conversores, houve a necessidade de acrescentar um nível contínuo na tensão de referência de cada braço de modo que os diodos nos braços unidirecionais pudessem conduzir quando sua chave complementar fosse bloqueada. Deve-se ressaltar, ainda, que a redução dos semicondutores e acréscimo de um elemento magnético em um conversor multinível só é válida quando algum dos parâmetros de peso, volume e/ou custo total do conversor for inferior aos conversores multiníveis tradicionais e as relevâncias destes parâmetros devem estar especificadas no projeto do conversor, de acordo com a sua aplicação específica. Para efeito de validação dos conversores propostos, são apresentados os resultados de simulação obtidos além de alguns dos testes experimentais realizados no Laboratório de Eletrônica Industrial e Acionamento de Máquinas (LEIAM) pertencente à Universidade Federal de Campina Grande (UFCG).