Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21567
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Projeto e desenvolvimento de um retificador híbrido monofásico bidirecional no contexto de microrredes em corrente contínua
Alternate title (s): Design and development of a bidirectional single-phase hybrid rectifier in the context of dc microgrids
Author: Ribeiro, Bárbara Maria Andrade
First Advisor: Freitas, Luiz Carlos Gomes de
First coorientator: Lima, Gustavo Brito de
Second member of the Committee: Rezende, Paulo Henrique Oliveira
Third member of the Committee: Rodrigues, Danillo Borges
Summary: Este trabalho apresenta a análise e o desenvolvimento experimental de uma estrutura topológica de Retificador Híbrido Monofásico Bidirecional (RHMB) com elevado fator de potência (FP) e reduzida Distorção Total de Corrente (DTI) para aplicação em microrredes de Corrente Contínua (CC). A estrutura proposta oferece as características operacionais de retificador ou de inversor de acordo com a demanda do sistema, drenando uma corrente em conformidade com a norma de qualidade de energia IEC 61000-3-2 durante a retificação e injetando uma corrente em conformidade com a norma IEEE 1547 durante a injeção. Para analisar o comportamento da topologia, implementou-se um modelo computacional na plataforma PSIM® através do qual foi possível verificar a eficiência da estratégia de controle para imposição de corrente senoidal baseada no cálculo da DTI em tempo real durante as condições normais de operação (operação como retificador) e ainda o fornecimento de um barramento CC constante e injeção de potência ativa na rede durante a condição de excedente de energia (operação como inversor). Por fim, com o intuito de corroborar com a teoria proposta, desenvolveu-se um protótipo para potência nominal de 1kW com estratégia de controle digital implementada a partir de um DSP (Digital Signal Processor). Foram realizados ensaios individuais em cada uma das etapas de operação além de ensaios apresentando a transição entre os dois modos de forma a comprovar suas características de estrutura híbrida e bidirecional.
Abstract: This work presents the analysis and the experimental development of a topological structure of a Bidirectional Single-Phase Hybrid Rectifier (BSHR) with High a Power Factor (PF) and reduced Total Harmonic Distortion (THD) for applications in DC Microgrids. The proposed structure offers the rectifier or inverter operating characteristics according to system demand by draining a current in accordance with the IEC 61000-3-2 power quality standard during a rectification and injecting a current in accordance with the IEEE 1547 standard during the injection. In order to analyze the behavior of the proposed topology, a computational model was implemented in the PSIM® platform through which it was possible to verify the efficiency of the control strategy for sinusoidal current imposition based on real-time THD calculation during normal operating conditions (working as a rectifier) and also the supply of a constant DC bus and active power injection in the grid during the surplus energy condition (power inverter operation). Finally, in order to corroborate with the proposed theory, a prototype was developed for nominal power of 1kW with digital control strategy implemented from a DSP (Digital Signal Processor). Individual tests were carried out in each of the stages of operation besides tests presenting the transition between the two modes in order to prove its characteristics of hybrid and bidirectional structure.
Keywords: Estruturas híbridas
Bidirecionalidade do fluxo de potência
Fontes renováveis de energia
Distorção harmônica de corrente
DSP
Hybrid structures
Power flow bidirectionality
Renewable energy sources
Current harmonic distortion
Energia - Fontes renováveis
Engenharia elétrica
Retificadores (Eletrônica)
Distorção elétrica
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: RIBEIRO, Bárbara Maria Andrade. Projeto e Desenvolvimento de um Retificador Híbrido Monofásico Bidirecional no Contexto de Microrredes em Corrente Contínua - Uberlândia. 2018. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1136.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1136
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21567
Date of defense: 2-May-2018
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