Inversor Push-Pull não isolado com autotransformador

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Andrade, Juliano de Faria
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29570
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3635
Resumo: Artigo publicado em uma conferência nacional: J. F. Andrade, D. R. Corrêa, L. S. Vilefort, F. L. Tofoli, A. S. Morais, “Inversor Integrado com Autotransformador Dobrador de Tensão”, XXII Congresso Brasileiro de Automática – CBA, João Pessoa, setembro 2018.
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spelling 2020-07-28T23:25:53Z2020-07-28T23:25:53Z2020-04-28ANDRADE, Juliano de Faria. Inversor Push-Pull não isolado com autotransformador. 2020. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3635.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29570http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3635Artigo publicado em uma conferência nacional: J. F. Andrade, D. R. Corrêa, L. S. Vilefort, F. L. Tofoli, A. S. Morais, “Inversor Integrado com Autotransformador Dobrador de Tensão”, XXII Congresso Brasileiro de Automática – CBA, João Pessoa, setembro 2018.Este trabalho apresenta uma nova topologia de inversor do tipo fonte de tensão não isolado utilizando um autotransformador, que permite obter uma tensão de saída CA cujo valor eficaz é o dobro daquele fornecido por um inversor meia ponte convencional para um mesmo valor do índice de modulação. Como vantagens, têm-se o fato do conversor empregar apenas uma fonte de tensão CC, a modulação SPWM (Sinusoidal pulse width modulation - modulação PWM senoidal) pode ser aplicada no comando dos interruptores e como estes estão em uma mesma referência, utiliza-se circuitos de comando mais simplificados não isolados, apresenta uma tensão PWM na saída igual ao dobro da tensão de entrada e utiliza apenas dois interruptores. Com desvantagens temos a assimetria nos enrolamentos do autotransformador que provocam um nível CC indesejado no fluxo magnético do núcleo, levando-o a saturação. Adicionalmente temos picos de tensão nos interruptores quando desligados, devido ação da indutância de dispersão presente no autotransformador. Em regime permanente, a tensão reversa nos interruptores será o dobro da tensão de alimentação CC, sendo recomendado para aplicações em baixas tensões. Na saída do inversor, utiliza-se um filtro passa-baixa LC para obter uma tensão aproximadamente senoidal com baixo conteúdo harmônico. As análises qualitativa e quantitativa do conversor proposto são apresentadas detalhadamente, a partir das quais é possível projetá-lo e analisá-lo. Resultados de simulação e experimentais são apresentados e discutidos através de um protótipo com potência nominal de 100 W, tensão de entrada de 40 V, tensão nos indutores do autotransformador de 80 V, tensão de saída eficaz de 56,57 V, frequência de chaveamento de 20 kHz e frequência de corte projetada para o filtro de saída LC de 2 kHz. Este visa validar as considerações teóricas e identificar as principais vantagens e desvantagens dessa topologia.This work presents a novel non isolated voltage source inverter (VSI) topology using an autotransformer, which provides an ac output voltage whose rms value is twice the one provided by a conventional half-bridge inverter considering the same modulation index. As advantages, there is the fact that the converter uses only one DC voltage source, the SPWM (Sinusoidal pulse width modulation - sinusoidal PWM modulation) modulation can be applied in the control of the switches and as these are in the same reference, it is used more simplified non-isolated control circuits, it has a PWM voltage at the output equal to twice the input voltage and uses only two switches. With disadvantages we have the asymmetry in the windings of the autotransformer that cause an undesired DC level in the magnetic flux of the core, leading to saturation. Additionally, we have voltage spikes in the switches when turned off, due to the action of the dispersion inductance present in the autotransformer. In a steady state, the reverse voltage on the switches will be twice the DC supply voltage, being recommended for low voltage applications. A low-pass LC filter is connected at the inverter output to provide a nearly sinusoidal voltage with low harmonic content. The qualitative and quantitative analyzes of the proposed converter are presented in detail, from which it is possible to design and analyze it. Simulation and experimental results are presented and discussed through a prototype with nominal power of 100 W, input voltage of 40 V, voltage in the inductors of the 80 V autotransformer, effective output voltage of 56.57 V, switching frequency of 20 kHz and cut-off frequency designed for the 2 kHz LC output filter. This aims to validate theoretical considerations and identify the main advantages and disadvantages of this topology.Pesquisa sem auxílio de agências de fomentoDissertação (Mestrado)porUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICACNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSConversores CA-CCInversores do tipo fonte de tensãoHarmônicasModulação PWM senoidalInversor push-pullAutotransformadorPush-Pull não isoladoDc-ac convertersVoltage source invertersHarmonicsSinusoidal pulse width modulationSpwmInversor Push-Pull não isolado com autotransformadorNon-isolated Push-Pull inverter with autotransformerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisVilefort, Leandro Sousahttp://lattes.cnpq.br/2800646347268527Morais, Aniel Silva dehttp://lattes.cnpq.br/8844251698422960Tofoli, Fernando Lessahttp://lattes.cnpq.br/0182863293347169Font, Carlos Henrique Illahttp://lattes.cnpq.br/3453361830000042Carvalho, Daniel Pereira dehttp://lattes.cnpq.br/6913144515674244http://lattes.cnpq.br/8579079216190585Andrade, Juliano de Faria8278035139info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFULICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81792https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/29570/6/license.txt48ded82ce41b8d2426af12aed6b3cbf3MD56ORIGINALInversorPushPull.pdfInversorPushPull.pdfapplication/pdf22632476https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/29570/5/InversorPushPull.pdf432957846a32a434220c883939d7521eMD55TEXTInversorPushPull.pdf.txtInversorPushPull.pdf.txtExtracted texttext/plain117433https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/29570/7/InversorPushPull.pdf.txt6b3fd6e3e12883549be05ca7eafb8d2dMD57THUMBNAILInversorPushPull.pdf.jpgInversorPushPull.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1403https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/29570/8/InversorPushPull.pdf.jpge7593574c427544d5c2401501e69e45bMD58123456789/295702020-07-29 03:18:05.816oai:repositorio.ufu.br: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Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2020-07-29T06:18:05Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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