Desenvolvimento de um microinversor conectado à rede baseado na integração do conversor Cuk com uma estrutura de indutores chaveados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Morais, Julio Cezar dos Santos de
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2823
Resumo: Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um novo microinversor de estágio único para aplicação em sistemas fotovoltaicos. A topologia apresentada é baseada na combinação do conversor Cuk com uma estrutura de indutores chaveados para obtenção de um maior ganho estático e um circuito inversor em ponte completa conectado à rede. A estrutura de indutores chaveados apresentada nesse trabalho reduz esforços de tensão e corrente nas chaves semicondutoras. Com o objetivo de facilitar o controle, a etapa CC do microinversor opera em modo de condução descontínua (DCM). Para injetar corrente senoidal com baixa distorção harmônica à rede, é aplicado às chaves semicondutoras da etapa CC uma modulação por largura de pulso senoidal (SPWM). As chaves semicondutoras do circuito inversor em ponte completa são comandadas na frequência da rede, reduzindo perdas por chaveamento. Por se tratar de uma topologia inédita, são apresentados os modos de operação e a análise matemática do conversor CC-CC Cuk com alto ganho estático. Posteriormente, são realizadas a análise teórica e a estratégia de controle do microinversor proposto. Os resultados experimentais são expostos para discutir o funcionamento da topologia proposta, através de simulações e da implementação de um protótipo de 180 W.
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spelling 2017-12-27T01:10:27Z2017-12-27T01:10:27Z2017-08-30MORAIS, Julio Cezar dos Santos de. Desenvolvimento de um microinversor conectado à rede baseado na integração do conversor Cuk com uma estrutura de indutores chaveados. 2017. 163 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2823Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de um novo microinversor de estágio único para aplicação em sistemas fotovoltaicos. A topologia apresentada é baseada na combinação do conversor Cuk com uma estrutura de indutores chaveados para obtenção de um maior ganho estático e um circuito inversor em ponte completa conectado à rede. A estrutura de indutores chaveados apresentada nesse trabalho reduz esforços de tensão e corrente nas chaves semicondutoras. Com o objetivo de facilitar o controle, a etapa CC do microinversor opera em modo de condução descontínua (DCM). Para injetar corrente senoidal com baixa distorção harmônica à rede, é aplicado às chaves semicondutoras da etapa CC uma modulação por largura de pulso senoidal (SPWM). As chaves semicondutoras do circuito inversor em ponte completa são comandadas na frequência da rede, reduzindo perdas por chaveamento. Por se tratar de uma topologia inédita, são apresentados os modos de operação e a análise matemática do conversor CC-CC Cuk com alto ganho estático. Posteriormente, são realizadas a análise teórica e a estratégia de controle do microinversor proposto. Os resultados experimentais são expostos para discutir o funcionamento da topologia proposta, através de simulações e da implementação de um protótipo de 180 W.The development of a novel single stage microinverter is proposed. The presented topology is based on the combination of the Cuk converter with a switched inductor structure to obtain a higher static gain, and a full-bridge inverter circuit. The presented switched inductor structure reduces voltage and current stresses on the power switches. In order of simplify the control, the stage CC of the microinverter operate in discontinuous conduction mode (DCM). To inject sinusoidal current with low harmonic distortion to the grid, a sinusoidal pulse width modulation (SPWM) is applied in the power switches. The switches of the full-bridge invertes are commanded in low frequency, in order to reduce switching losses. Operation modes and math analysis of the novel CC-CC converter are presented. Moreover, the math analysis and control strategy of proposed microinverter topology are exposed. Furthermore, experimental results are performed to analyze the proposed topology operation, by software simulations and implementation of a 180 W prototype.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICAEngenharia ElétricaInversores elétricosConversores de corrente elétricaSistemas de energia fotovoltaicaMáquinas elétricasEngenharia elétricaElectric invertersElectric current convertersPhotovoltaic power systemsElectric machineryElectric engineeringDesenvolvimento de um microinversor conectado à rede baseado na integração do conversor Cuk com uma estrutura de indutores chaveadosDevelopment of an on-grid microinverter based on the Cuk converter and a switched inductor structureinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaGules, Rogerhttp://lattes.cnpq.br/8115378687801645Gules, RogerDemonti, RogersBadin, Alceu Andrehttp://lattes.cnpq.br/6056354419524437Morais, Julio Cezar dos Santos deinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_CPGEI_M_Morais, Julio Cezar dos Santos de_2017.pdfCT_CPGEI_M_Morais, Julio Cezar dos Santos de_2017.pdfapplication/pdf3502346http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/2823/1/CT_CPGEI_M_Morais%2c%20Julio%20Cezar%20dos%20Santos%20de_2017.pdf90e7465cf0cc61b7206c5dbda0967709MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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