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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-6720-218X
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Projeto e desenvolvimento de um Retificador Híbrido Trifásico Bidirecional com compensação série no barramento CC em aplicações envolvendo microrredes CC
Alternate title (s): Analysis and Development of a Bidirectional Three-Phase Hybrid Rectifier with Series Compensation on the DC Bus for DC Micro Grid Applications
Author: Costa Neto, Antônio de Oliveira
First Advisor: Lima, Gustavo Brito de
First coorientator: Freitas, Luiz Carlos Gomes de
First member of the Committee: Finazzi, Antônio de Pádua
Second member of the Committee: Font, Carlos Henrique Illa
Third member of the Committee: Rodrigues, Danillo Borges
Fourth member of the Committee: Praça, Paulo Peixoto
Summary: Este trabalho consiste no desenvolvimento experimental de uma topologia de retificador híbrido trifásico bidirecional (RHTB) com compensação série de tensão no barramento CC sendo utilizado em condições normais de operação em uma microrrede CC (MR CC), onde tem-se a interconexão do conversor CA/CC com a MR CC, participando da dinâmica do fluxo de potência. Além disso, o projeto também consiste no desenvolvimento e implementação de uma nova topologia que emprega controle digital utilizando o DSP TMS320F28379D. Devido ao seu potencial de disponibilizar alto fator de potência, baixa distorção harmônica total nas correntes de entrada além de oferecer um controle simplificado de regulação de tensão em barramentos CC para o suprimento de cargas CC sensíveis a variações e distúrbios de tensão, a topologia fornece características importantes para a utilização em aplicações em MR CC, operando como um conversor de interface entre a rede elétrica e o barramento CC. A topologia de retificador trifásico híbrido proposto possui como principal característica uma inovadora técnica de regulação de tensão denominada de Compensação Série de Tensão no Barramento CC - CSTCC (Compensação Série de Tensão em corrente contínua). Essa técnica proporciona uma elevada densidade de potência uma vez que consegue dividir adequadamente e sem complexidade o processamento de potência entre as estruturas passivas e ativas da topologia. Esta técnica de compensação CC série utilizada se baseia na inserção de conversores isolados CC-CC com o capacitor de saída conectado em série com o capacitor do barramento CC disponibilizado por um retificador trifásico não controlado com indutores do lado CA. Este novo arranjo topológico garante que os conversores isolados CC-CC utilizados para compensação de tensão no barramento CC, processem em torno de 30% da potência nominal, garantindo, portanto, baixo processamento de potência nos conversores isolados, elevado rendimento e alta densidade de potência para o retificador não controlado durante a operação em retificação. Baseado nessa característica, a topologia proposta torna-se uma excelente opção em aplicações envolvendo MR CC.
Abstract: This work consists of the experimental development of a topology of a bidirectional threephase hybrid rectifier (BTHR) with voltage series compensation on the DC bus being used under normal operating conditions in a DC microgrid (DC MG), where there is the interconnection of the AC/DC converter with DC MG, participating in the power flow dynamics. In addition, the project also consists of the development and implementation of a new topology that employs digital control using the TMS320F28379D DSP. Due to its potential to provide a high-power factor, low total harmonic interruption in the input currents, in addition to offering a simplified control of voltage regulation in DC buses for the supply of DC loads, subject to variations and voltage disturbances, the topology provides characteristics important for use in DC MG applications, operating as a Bidirectional Grid Interface Converter between the electrical network and the DC bus. The proposed hybrid three-phase rectifier topology has as its main feature an innovative voltage regulation technique called Serious DC Voltage Compensation Technique – (SDCVC). This technique provides a high-power density, since it manages to divide the compression and without complexity the power processing between the passive and active structures of the topology. This series DC compensation technique used is based on the insertion of isolated DC-DC converters with the output capacitor connected in series with the DC bus capacitor provided by a three-phase rectifier not controlled with inductors on the AC side. This new topological arrangement guarantees that the isolated DC-DC converters used to compensate the voltage on the DC bus, process around 30% of the nominal power, guaranteeing, therefore, low power processing in the isolated converters, high efficiency and high-power density. for the uncontrolled rectifier during the rectifying operation. Based on this characteristic, the proposed topology becomes an excellent option in applications involving DC MG.
Keywords: Microrredes CC
Interface ligada à rede
Distorção Harmônica
Fator de Potência
Compensação série de tensão
DC Microgrid
Grid-tied Interface
Harmonic Distortion
Power Factor
Series Voltage Compensation
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS
Subject: Engenharia elétrica
Retificadores de corrente elétrica
Circuitos de interfaces
Energia elétrica - Distribuição - Alta tensão
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Quote: COSTA NETO, Antônio de Oliveira. Projeto e desenvolvimento de um Retificador Híbrido Trifásico Bidirecional com compensação série no barramento CC em aplicações envolvendo microrredes CC. 2023. 201 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.466
Document identifier: https://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.466
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39018
Date of defense: 31-Jul-2023
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