Conversor modular multiníveis para usinas solares fotovoltaicas: projeto da célula de potência c.c./c.a. baseada no transformador eletrônico

• Autor(a) principal: Andre Augusto Rodrigues. F. E. Cardoso
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A9CGM8
• topic: Transformador Eletrônico; Geração Solar Fotovoltaica; Dispositivos de Carbeto de Silício; Conversores Modulares Multiníveis; Engenharia elétrica

Este trabalho apresenta o projeto de um conversor c.c./c.a. monofásico isolado a alta frequência, baseado no Transformador Eletrônico. Esse conversor consiste na célula de potência de um conversor trifásico multiníveis c.c./c.a. para aplicação em usina solar fotovoltaica, que foi proposto num trabalho anterior relativo ao mesmo projeto de pesquisa.Inicialmente a célula de potência é caracterizada em sua topologia e funções. Em seguida é apresentado o projeto de um protótipo em escala laboratorial da célula de potência. Dentre os objetivos da prototipagem do conversor estão a realização da célula de potência em um volume reduzido, com um fator de forma modular que viabilizasse a demonstração do conceito de disponibilidade estendida do conversor; a demonstração da capacidade de redução das dimensões do transformador necessário, por meio da isolação galvânica feita em altafrequência utilizando dispositivos de carbeto de silício, em relação aos transformadores convencionais de baixa frequência; portanto, medidas tomadas em todas as etapas do projeto visaram obter um volume reduzido para o conversor. Diversos cuidados, em distintas etapasdo projeto, buscaram minimizar as indutâncias parasitas nas conexões entre os dispositivos semicondutores e os barramentos c.c., devido à alta frequência em aplicação de potência. A análise do Dual Active Bridge, empregado no elo c.a. do conversor, e a otimização teóricoanalítica feita resultaram na definição do ponto de operação ótimo daquele, com menor estresse térmico, fator de potência de deslocamento unitário no transformador e um fator de potência verdadeiro praticamente unitário. A resultante proposta para a operação do DAB, que tornou possível a operação com uma baixa indutância de acoplamento entre as pontes, permitiu a minimização do valor de corrente do transformador, reduzindo as perdas joulicas nos enrolamentos, visando a redução em volume do transformador de alta frequência a ser projetado para a aplicação.