Conversor multinível ponte-H em cascata aplicado a um gerador eólico com bobinas abertas

• Autor(a) principal: Samuel dos Santos Bettoni
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/58636
• topic: Conversor multinível; Técnicas de modulação; Sistema de conversão de energia eólica; Acionamento com bobinas abertas; Máquina de indução gaiola de esquilo; Engenharia elétrica; Conversores; Modulação (Eletronica); Energia eólica; Simulação (Computadores); Bobinas; Máquinas elétricas de indução

Nos últimos anos houve uma crescente expansão das fontes renováveis em todo o mundo, sendo que a energia eólica está entre as que mais se destacaram. Com o avanço da tecnologia, os projetos de aerogeradores aumentaram consideravelmente sua potência, chegando nos dias atuais em potência de até 15 MW, principalmente em instalações offshore. Um dos principais desafios dos sistemas de conversão de energia eólica (SCEE) de grande potência são os conversores de potência, mais especificamente os seus componentes semicondutores que possuem capacidades limitadas de tensão e corrente. Sob esse contexto, diversos trabalhos foram desenvolvidos no âmbito de conversores multiníveis, que tem por finalidade o aumento dos níveis de tensão, transportando assim maiores níveis de potência. Dentre as estruturas de conversores multiníveis, destacam-se os mais utilizados: o ponto neutro grampeado (NPC - Neutral Point Clamped), o capacitor flutuante (FC - Flying Capacitor) e o ponte-H em cascata (CHB - Cascaded H-Bridge). Além da aplicação de conversores multiníveis, é possível aumentar os níveis de tensão e potência empregando uma conexão do gerador com suas bobinas abertas (OEW - Open-end Winding). Este trabalho tem como objetivo investigar a aplicação de conversores ponte-H em cascata fornecendo uma estrutura de cinco níveis, acionando uma máquina de indução tipo gaiola de esquilo em configuração de bobinas abertas empregada em um sistema de conversão de energia eólica. Resultados de simulação utilizando o software PLECS demonstram a aplicação em um sistema eólico de 1,677 MW, tensão de 1,15 kV . A técnica de modulação empregada para os conversores multiníveis deste trabalho resultou em um baixo conteúdo harmônico nas correntes da máquina, bem como na corrente injetada na rede elétrica. Além disso, foi possível verificar a distribuição de potência entre os conversores, demonstrando que conversores de menor potência podem ser combinados para atingir maior potência nos SCEE.