A New Conception of Multilevel Inverter for UPS Application

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lincoln Moura de Oliveira
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11289
Resumo: This work deals with the theoretical analysis, design methodology and laboratory implementation of a 3kVA on-line mode Uninterruptible Power Supply (UPS) composed by a multilevel inverter based on a transformer with multiple secondaries and an active power factor correction input stage composed by a diode rectifier in series with a boost converter.The main motivation for this study is to assess the benefits of multilevel inverters in low power (<10kVA) applications. A 3kVA Uninterruptible Power Supply (UPS) with output and input voltage of 220V and 60Hz, has been implemented. Simulation and experimental results for a single phase prototype are conducted to validate the proposed idea. The utilization of low frequency operation inverters promotes low EMI, lower switches stresses, very low commutation losses and consequently higher efficiency. The multilevel converter here used isolates the load from the grid due to the multi-windings transformer intrinsic to the topology. The on-line mode of the UPS (no battery mode) has been implemented. Simulation and experimental results for a single-phase prototype are presented to validate the proposed converter. The UPS presented an efficiency of 90%
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisA New Conception of Multilevel Inverter for UPS ApplicationUma nova concepÃÃo de inversor multinÃvel para aplicaÃÃo em UPS2009-11-23Fernando Luiz Marcelo Antunes07295774300SÃrgio Daher38805197300http://lattes.cnpq.br/7235893980985596CÃcero Marcos Tavares Cruz26055295334http://lattes.cnpq.br/4865499893398016 Renà Pastor Torrico BascopÃ00366543962http://lattes.cnpq.br/7624426021594800 Carlos Alberto Canesin9231169580001853721395http://lattes.cnpq.br/2355053405677637Lincoln Moura de OliveiraUniversidade Federal do CearÃPrograma de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia ElÃtricaUFCBR CorreÃÃo de Fator de PotÃncia Sistemas Ininterruptos de EnergiaPower Electronics Multilevel Inverters Power Factor Correction Uninterruptible Power Supply.ENGENHARIA ELETRICAThis work deals with the theoretical analysis, design methodology and laboratory implementation of a 3kVA on-line mode Uninterruptible Power Supply (UPS) composed by a multilevel inverter based on a transformer with multiple secondaries and an active power factor correction input stage composed by a diode rectifier in series with a boost converter.The main motivation for this study is to assess the benefits of multilevel inverters in low power (<10kVA) applications. A 3kVA Uninterruptible Power Supply (UPS) with output and input voltage of 220V and 60Hz, has been implemented. Simulation and experimental results for a single phase prototype are conducted to validate the proposed idea. The utilization of low frequency operation inverters promotes low EMI, lower switches stresses, very low commutation losses and consequently higher efficiency. The multilevel converter here used isolates the load from the grid due to the multi-windings transformer intrinsic to the topology. The on-line mode of the UPS (no battery mode) has been implemented. Simulation and experimental results for a single-phase prototype are presented to validate the proposed converter. The UPS presented an efficiency of 90%Este trabalho apresenta a anÃlise teÃrica, metodologia de projeto e implementaÃÃo do modo rede de um sistema ininterrupto de energia (UPS) na configuraÃÃo on-line, utilizando um inversor multinÃvel e um prÃ-regulador com correÃÃo de fator de potÃncia. O inversor baseia-se num transformador que opera em baixa freqÃÃncia com mÃltiplos secundÃrios isolados, em que a tensÃo multinÃvel na saÃda à formada atravÃs da combinaÃÃo dos enrolamentos secundÃrios do transformador por chaves de potÃncia estÃticas operando em baixa freqÃÃncia. O prÃ-regulador à composto por uma ponte completa de diodos em sÃrie com um conversor boost. A motivaÃÃo para este estudo consiste em avaliar os benefÃcios da utilizaÃÃo de inversores multinÃveis em baixas potÃncias (<10kVA) em UPS, com Ãnfase nos rendimentos das topologias. A utilizaÃÃo do inversor multinÃvel operando em baixa freqÃÃncia garante menores Ãndices de EMI, menores esforÃos de tensÃo e corrente nos semicondutores da estrutura, desprezÃveis perdas por comutaÃÃo e consequentemente maior rendimento. A estrutura utilizada possui ainda a caracterÃstica de garantir isolamento galvÃnico da rede elÃtrica com a carga atravÃs da utilizaÃÃo do transformador intrÃnseco desta topologia. O prÃregulador possui uma topologia que garante facilidade de implementaÃÃo e alto rendimento. O modo rede de um sistema ininterrupto de energia de 3kVA com tensÃo de entrada e saÃda de 220V e 60Hz, foi implementado. As simulaÃÃes e os resultados experimentais para um protÃtipo monofÃsico sÃo apresentados para a validaÃÃo da estrutura. O rendimento mÃximo obtido para o protÃtipo foi de 90%. FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgicohttp://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11289application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCinstname:Universidade Federal do Cearáinstacron:UFC2019-01-21T11:24:28Zmail@mail.com -
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Este trabalho apresenta a anÃlise teÃrica, metodologia de projeto e implementaÃÃo do modo rede de um sistema ininterrupto de energia (UPS) na configuraÃÃo on-line, utilizando um inversor multinÃvel e um prÃ-regulador com correÃÃo de fator de potÃncia. O inversor baseia-se num transformador que opera em baixa freqÃÃncia com mÃltiplos secundÃrios isolados, em que a tensÃo multinÃvel na saÃda à formada atravÃs da combinaÃÃo dos enrolamentos secundÃrios do transformador por chaves de potÃncia estÃticas operando em baixa freqÃÃncia. O prÃ-regulador à composto por uma ponte completa de diodos em sÃrie com um conversor boost. A motivaÃÃo para este estudo consiste em avaliar os benefÃcios da utilizaÃÃo de inversores multinÃveis em baixas potÃncias (<10kVA) em UPS, com Ãnfase nos rendimentos das topologias. A utilizaÃÃo do inversor multinÃvel operando em baixa freqÃÃncia garante menores Ãndices de EMI, menores esforÃos de tensÃo e corrente nos semicondutores da estrutura, desprezÃveis perdas por comutaÃÃo e consequentemente maior rendimento. A estrutura utilizada possui ainda a caracterÃstica de garantir isolamento galvÃnico da rede elÃtrica com a carga atravÃs da utilizaÃÃo do transformador intrÃnseco desta topologia. O prÃregulador possui uma topologia que garante facilidade de implementaÃÃo e alto rendimento. O modo rede de um sistema ininterrupto de energia de 3kVA com tensÃo de entrada e saÃda de 220V e 60Hz, foi implementado. As simulaÃÃes e os resultados experimentais para um protÃtipo monofÃsico sÃo apresentados para a validaÃÃo da estrutura. O rendimento mÃximo obtido para o protÃtipo foi de 90%.
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