Publicação: Inversor de tensão com controlador de ação repetitiva e “pd-feedforward” embarcado em FPGA
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
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Resumo
A pesquisa desenvolvida é sobre a aplicação do uso da FPGA na área de Eletrônica
de Potência. Desenvolveu-se um controle para inversor de tensão CC/CA
monofásico com filtro de saída LC controlado por PWM senoidal unipolar, tendo
como carga um retificador não controlado. O controle implementado, o qual integra
as ações de controle repetitiva e PD-Feedforward, foi todo embarcado em FPGA,
assim como as funções de geração de tensão de referência, geração de portadora
triangular e PWM digital, comparador digital para proteção e operações matemáticas
em ponto fixo do tipo multiplica e acumula para as funções digitais. Uma parte das
funções foi implementada por meio de software com alto nível de abstração, e outra
parte foi implementada em baixo nível, através de linguagem de descrição de
hardware. A pesquisa visa mostrar a viabilidade da aplicação das FPGAs em
Eletrônica de Potência, como uma alternativa aos DSPs, para o controle de
conversores, realizando o cálculo das leis de controle em ponto fixo, e não somente
para a substituição de circuitos digitais. A pesquisa é inédita para o NUPEP (Núcleo
de Pesquisa em Eletrônica de Potência) da Faculdade de Engenharia Elétrica da
Universidade Federal de Uberlândia. Portanto é uma pesquisa de início da utilização
de FPGA na área de Eletrônica de Potência para o NUPEP.
Abstract
The research developed herein is based on the applied use of a FPGA to the area of
Power Electronics. The authors developed a single-phase DC/CA inverter control
with an LC output filter controlled by a unipolar sine wave PWM, which uses as its
load a non-controlled rectifier. The implemented control, which integrates the
repetitive control actions and PD-Feedforward, was embedded in FPGA, along with
the functions of reference voltage generation, triangular carrier generation and digital
PWM, digital comparison for protection and mathematical operations in multiple type
fixed point and accumulations for digital functions. A part of these functions was
implemented through the software using high level abstraction, and the other part
was implemented using low level abstraction through the hardware description
language. This research study aims at showing the feasibility of applying FPGAs in
Power Electronics, as an alternative to DSPs for converter control by performing the
calculation for the control laws in fixed point, and not only for the substitution of digital
circuits. This is a novel research project here at NUPEP (Núcleo de Pesquisa em
Eletrônica de Potência) (Power Electronics research center)) at the electrical
engineering faculty of the Federal University of Uberlandia. Therefore, this is an initial
research project into the use of FPGA in the area of Power Electronics at NUPEP.
Palavras-chave
FPGA, Controle Repetitivo, Embarcado, System Generator, Repetitive control, Embedded, System Generator, Inversores elétricos, Engenharia elétrica, Field programmable gate arrays
Citação
SOUZA, Nei Oliveira de. Inversor de tensão com controlador de ação repetitiva e “PDFEEDFORWARD” embarcado em FPGA. 2018. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.