Sistemas de geração de energia elétrica utilizando máquinas de seis fases e fontes primárias controladas e não controladas.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
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/9543 |
Resumo: | Este trabalho apresenta quatro sistemas de conversão CA-CC-CA utilizando máquinas elétricas alternadas de seis fases funcionando como geradores de energia elétrica. A fonte primária que fornece energia para o sistema pode ser de dois tipos. O primeiro tipo é a Fonte Primária Controlada. Neste caso, o sistema de controle atua de maneira a ajustar a potência gerada pela máquina elétrica à potência requerida por uma uma carga elétrica. Exemplos deste tipo de fonte são as turbinas a vapor e as turbinas a gás. O segundo tipo é a Fonte Primária não-Controlada. Para este tipo, o sistema de controle atua de maneira a ajustar a demanda da carga elétrica à capacidade de geração da máquina elétrica. Um exemplo bem conhecido deste tipo de fonte é a eólica. Os sistemas de conversão são compostos por conversores CA-CC-CA que fazem uso de topologias convencionais, como pontes monofásicas completas e mistas (um braço composto por chaves controladas e o outro braço composto por diodos) e a topologia trifásica convencional de três braços. O retificador, ligado à máquina elétrica, é formado por pontes completas ou mistas ou pela topologia trifásica convencional. Já o inversor, ligado à rede elétrica ou a uma carga elétrica trifásica, é formado por pontes completas ligadas em série ou pela topologia trifásica convencional ligada em série com pontes completas. A ligação em série destes conversores permite a obtenção de conversores do tipo multinível. Ou seja, as tensões geradas por estes conversores apresentam um maior número de níveis quando comparadas com as tensões geradas pelos conversores convencionais, possibilitando a redução da distorção harmônica destas tensões e consequentemente das correntes. Além disso, a associação em série permite a redução do valor das tensões nos barramentos CC dos conversores, reduzindo o estresse sobre as chaves semicondutoras e as perdas por chaveamento. As estratégias PWM e de controle dos sistemas propostos são discutidos. Resultados de simulação e experimentais são apresentados. |
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Sistemas de geração de energia elétrica utilizando máquinas de seis fases e fontes primárias controladas e não controladas.Electricity generation systems using six-phase machines and controlled and uncontrolled primary sources.Sistemas de Conversão CA-CC-CAMáquinas de Seis FasesAssociação em Série de ConversoresFonte Primária ControladaTurbinas a VaporTurbinas a GásCA-CC-CA Conversion SystemsSix Phase MachinesConverters Series AssociationControlled Primary SourceSteam TurbinesGas TurbinesEngenharia ElétricaEngenharia ElétricaEngenharia ElétricaEste trabalho apresenta quatro sistemas de conversão CA-CC-CA utilizando máquinas elétricas alternadas de seis fases funcionando como geradores de energia elétrica. A fonte primária que fornece energia para o sistema pode ser de dois tipos. O primeiro tipo é a Fonte Primária Controlada. Neste caso, o sistema de controle atua de maneira a ajustar a potência gerada pela máquina elétrica à potência requerida por uma uma carga elétrica. Exemplos deste tipo de fonte são as turbinas a vapor e as turbinas a gás. O segundo tipo é a Fonte Primária não-Controlada. Para este tipo, o sistema de controle atua de maneira a ajustar a demanda da carga elétrica à capacidade de geração da máquina elétrica. Um exemplo bem conhecido deste tipo de fonte é a eólica. Os sistemas de conversão são compostos por conversores CA-CC-CA que fazem uso de topologias convencionais, como pontes monofásicas completas e mistas (um braço composto por chaves controladas e o outro braço composto por diodos) e a topologia trifásica convencional de três braços. O retificador, ligado à máquina elétrica, é formado por pontes completas ou mistas ou pela topologia trifásica convencional. Já o inversor, ligado à rede elétrica ou a uma carga elétrica trifásica, é formado por pontes completas ligadas em série ou pela topologia trifásica convencional ligada em série com pontes completas. A ligação em série destes conversores permite a obtenção de conversores do tipo multinível. Ou seja, as tensões geradas por estes conversores apresentam um maior número de níveis quando comparadas com as tensões geradas pelos conversores convencionais, possibilitando a redução da distorção harmônica destas tensões e consequentemente das correntes. Além disso, a associação em série permite a redução do valor das tensões nos barramentos CC dos conversores, reduzindo o estresse sobre as chaves semicondutoras e as perdas por chaveamento. As estratégias PWM e de controle dos sistemas propostos são discutidos. Resultados de simulação e experimentais são apresentados.This work presents four AC-DC-AC conversion systems utilizing Alternate sixphases eletric machines working as eletric energy generators. The primary source that supplies the energy to the system may be of two different types. The first type is the Controlled Primary Source. In this case, the control system acts in order to adjust the power generated by the electric machine to the power required by an eletric charge. Exemples of this kind of source are the vapor turbines and the gas turbines. The second type is the non-controlled Primary Source. For this type, the control system acts in order to adjust the power required by the electric charge to the generation capability of the eletric machine. A very well-known source of this type is the eolic. The conversion systems are composed of AC-DC-AC converters that make use of conventional topologies as single-phase bridges and single-phase bridge-less converters (a leg formed of controlable switches and the other leg formed of diodes) and the three-phase three-leg conventional topology. The rectifier, connected to the machine, is composed of the single-phase bridge converters or by the bridge-less converters or by the conventional three-phase converter. On the other hand, the inverter, connected to the grid or to a hreephase electric charge, is composed of series-connected single-phase bridge converters or by the three-phase conventional converter series-connected to single-phase bridge converters. The series-connection of these converters permits to obtain multilevel converters. That is, the voltages generated by these converters present a higher number of levels if compared to the voltages generated by the conventional converters, bringing the possibility to decrease the harmonic distortion of voltages and currents. Besides, the seriesconnection permits the reduction of the DC-link voltage values, reducing the stress over the semiconductor switches and the switching losses. The PWM and control strategies of the proposed systems are discussed. Simulation and experimental results are presented.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGJACOBINA, Cursino Brandão.JACOBINA, C. B.http://lattes.cnpq.br/0261885352003041SILVA, Edison Roberto Cabral da.OLIVEIRA, Alexandre Cunha.MELO, Victor Felipe Moura Bezerra.2013-07-182019-11-26T14:41:25Z2019-11-262019-11-26T14:41:25Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9543MELO, Victor Felipe Moura Bezerra. Sistemas de geração de energia elétrica utilizando máquinas de seis fases e fontes primárias controladas e não controladas. 2013. 162 f. (Dissertação) Mestrado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2013.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-06-15T17:43:31Zoai:localhost:riufcg/9543Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-06-15T17:43:31Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Este trabalho apresenta quatro sistemas de conversão CA-CC-CA utilizando máquinas elétricas alternadas de seis fases funcionando como geradores de energia elétrica. A fonte primária que fornece energia para o sistema pode ser de dois tipos. O primeiro tipo é a Fonte Primária Controlada. Neste caso, o sistema de controle atua de maneira a ajustar a potência gerada pela máquina elétrica à potência requerida por uma uma carga elétrica. Exemplos deste tipo de fonte são as turbinas a vapor e as turbinas a gás. O segundo tipo é a Fonte Primária não-Controlada. Para este tipo, o sistema de controle atua de maneira a ajustar a demanda da carga elétrica à capacidade de geração da máquina elétrica. Um exemplo bem conhecido deste tipo de fonte é a eólica. Os sistemas de conversão são compostos por conversores CA-CC-CA que fazem uso de topologias convencionais, como pontes monofásicas completas e mistas (um braço composto por chaves controladas e o outro braço composto por diodos) e a topologia trifásica convencional de três braços. O retificador, ligado à máquina elétrica, é formado por pontes completas ou mistas ou pela topologia trifásica convencional. Já o inversor, ligado à rede elétrica ou a uma carga elétrica trifásica, é formado por pontes completas ligadas em série ou pela topologia trifásica convencional ligada em série com pontes completas. A ligação em série destes conversores permite a obtenção de conversores do tipo multinível. Ou seja, as tensões geradas por estes conversores apresentam um maior número de níveis quando comparadas com as tensões geradas pelos conversores convencionais, possibilitando a redução da distorção harmônica destas tensões e consequentemente das correntes. Além disso, a associação em série permite a redução do valor das tensões nos barramentos CC dos conversores, reduzindo o estresse sobre as chaves semicondutoras e as perdas por chaveamento. As estratégias PWM e de controle dos sistemas propostos são discutidos. Resultados de simulação e experimentais são apresentados. |
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