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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Proposta de retificadores híbridos com suportabilidade a afundamentos de tensão utilizando técnica de compensação série de tensão no barramento CC
metadata.dc.creator: Lima, Gustavo Brito de
metadata.dc.contributor.advisor1: Freitas, Luiz Carlos Gomes de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Freitas, Luiz Carlos de
metadata.dc.contributor.referee1: Coelho, Ernane Antônio Alves
metadata.dc.contributor.referee2: Vieira Junior, Joao Batista
metadata.dc.contributor.referee3: Seixas, Falcondes José Mendes de
metadata.dc.contributor.referee4: Font, Carlos Henrique Illa
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho apresenta a análise e desenvolvimento experimental de uma estrutura topológica de retificador híbrido capaz de regular o barramento CC de saída frente a ocorrência de afundamentos de tensão equilibrados e desequilibrados na rede CA de alimentação. Além disso, em condições normais da tensão de alimentação, a estrutura opera drenando da rede correntes com reduzido conteúdo harmônico e elevado fator de potência. Destaca-se que estas características operacionais são alcançadas com os conversores chaveados que compõe a estrutura processando apenas uma parcela da potência total de saída, tornando o conjunto mais eficiente e robusto. A nova topologia é denominada Retificador Híbrido Trifásico com Compensação Série no Barramento CC e possui como principal característica uma inovadora técnica de regulação de tensão baseada na inserção de um conversor CC-CC cujo capacitor de saída é conectado em série com o capacitor do barramento CC disponibilizado pelo conversor principal. Este conversor adicional é responsável por regular a tensão do barramento CC de acordo com um valor específico de referência, operando somente na condição de afundamento de tensão e processando apenas uma parcela da potência total de saída drenada pela carga nesta condição de operação. Para analisar o comportamento da topologia proposta foi implementado um modelo computacional na plataforma PSIM®, em que foi possível verificar a eficiência da estratégia de controle para imposição de corrente senoidal baseado no cálculo em tempo real da DHTI durante as condições normais da tensão de alimentação. Além disso, avaliou-se o comportamento da estrutura regulando a tensão do barramento CC diante da ocorrência de afundamentos de tensão na alimentação. Com o intuito de corroborar com a teoria exposta um protótipo de 5 kW foi construído e avaliado em laboratório. Este foi ensaiado operando em condições normais da tensão de alimentação e diante da ocorrência de afundamento dos tipos A, B, C, D, E, F e G. Foi verificado que em condições normais a solução proposta é eficaz ao mitigar do conteúdo harmônico da corrente CA de entrada. Durante a ocorrência de afundamentos de tensão o barramento CC de saída foi regulado no valor pré-estabelecido na estratégia de controle. Em ambas situações os conversores chaveados processaram apenas uma parcela da potência total de saída, o que torna a estrutura bastante atrativa para aplicações com elevados níveis de potência.
Abstract: This work presents the analysis and experimental development of a topological structure of hybrid rectifier able to maintain a regulated output DC link for the occurrence of balanced and unbalanced voltage sags in the AC mains supply. Moreover, under normal conditions of the supply voltage, the structure operates draining currents with low harmonic content and high power factor. It is noteworthy that these operational characteristics are achieved with the switched converters that comprises the structure processing only a portion of total power output, making the most efficient and robust set. The new topology is denominated Three Phase Hybrid Rectifier with Series Compensation DC Bus and has as main characteristic an innovative voltage regulation technique based on insertion of a DC-DC converter with output capacitor connected in series with the capacitor available in the DC bus of the main converter. This additional converter is responsible for regulating the DC link voltage according to a specific reference value, operating only in the voltage sag condition and processing only a portion of the total output power drained by the load in this operating condition. To analyze the behavior of the proposed topology has been implemented in a computer model PSIM® platform, it was possible to verify the efficiency of the control strategy for sinusoidal current imposition based on the real-time calculation of DHTI during normal conditions of supply voltage. In addition, It was evaluated the behavior of the structure regulating the DC link voltage on the occurrence of voltage sags. In order to corroborate the exposed theory a 5 kW prototype was constructed and evaluated in the laboratory. This was tested in the regular voltage supply condition and during the occurrence of sag conditions types A, B, C, D, E, F and G. It was observed that in normal conditions the proposed solution is effective in mitigating harmonic content of the AC input current. During the occurrence of voltage sags the output DC link was set at the preset value in the control strategy. In both cases the switched converters processed only a fraction of the total power output, which makes the structure very attractive for applications with high power levels.
Keywords: Retificadores híbridos
Afundamento de tensão
Distorção harmônica
DSP
Fator de potência
Hybrid rectifiers
Voltage sag
Harmonic distortion
Power factor
Retificadores de corrente elétrica
Distorção elétrica
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Citation: LIMA, Gustavo Brito de. Proposta de retificadores híbridos com suportabilidade a afundamentos de tensão utilizando técnica de compensação série de tensão no barramento CC. 2015. 206 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14356
Issue Date: 19-May-2015
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

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