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Title: Conversores multiníveis em cascata com capacitores flutuantes.
Other Titles: Cascade multilevel converters with floating capacitors.
???metadata.dc.creator???: FELINTO, Alan Santana.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: JACOBINA, Cursino Brandão.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: CARLOS, Gregory Arthur de Almeida.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CORRÊA, Maurício Beltrão de Rossiter.
???metadata.dc.contributor.referee2???: OLIVEIRA, Talvanes Meneses.
Keywords: Conversores multiníveis;Capacitores flutuantes;Controle de barramentos CC;Retificadores;Level-shifted PWM;Multilevel converters;Floating capacitors;DC bus control;Rectifiers
Issue Date: 6-Aug-2018
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FELINTO, Alan Santana. Conversores multiníveis em cascata com capacitores flutuantes. 2018. 104 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018.
???metadata.dc.description.resumo???: Neste trabalho, um estudo sobre três topologias de conversores trifásicos multiníveis em cascata é realizado. Nos conversores estudados, algumas células possuem, em seus barramentos CC, capacitores flutuantes, ou seja, tais barramentos não são alimentados por nenhuma fonte nem alimentam qualquer carga. Nos casos dos retificadores, são estudadas duas topologias: um retificador de nove braços, aqui denominado de HY6L, e um retificador com terminais abertos (open-end) de seis braços, aqui denominado 6LC. Além disso é analisada uma topologia de compensador série de 9 braços, aqui denominada de 9L-SC. São apresentados o modelo, estratégias de modulação por largura de pulso (PWM) e de controle para os conversores, bem como resultados de simulação e experimentais para fins de validação. São propostas estratégias de controle para as tensões dos capacitores flutuantes em cada topologia, buscando garantir o controle das tensões nos capacitores flutuantes com a mínima alteração na otimização dos níveis da tensão de saída. Além disso, apresentam-se cenários que permitem um melhor aproveitamento da tensão do conversor, reduzindo a limitação no índice de modulação máximo, inerente ao uso de capacitores flutuantes. Tais cenários consideram tensões na rede contendo harmônicos e desbalanceamentos, para o caso dos retificadores. Para o compensador série é apresentada uma técnica de compensação que possibilita aumentar o índice de modulação máximo. Os conversores estudados são comparados com topologias convencionais por meio de figuras de mérito como distorção harmônica total, perdas nos semicondutores e frequência média de chaveamento.
Abstract: In this work, three topologies of three-phase multilevel cascaded converters were studied. In the studied converters some cells have floating capacitors on their DC-links, that is, these DC-links are not fed directly by any source and they do not fed any load. In the rectifiers cases, two topologies are studied: a nine-leg rectifier, here named HY6L, and an open-end sixleg rectifier, here named 6LC. Besides, a nine-leg topology of series compensator (here named 9L-SC) is analysed. Converters model, control strategy and pulse-width modulation (PWM) are presented, an also simulation and experimental results for validation purposes. Control strategies for the voltages of floating capacitors are proposed for each topology, aiming to guarantee the voltage regulation with minimum change in the level optimization of the output voltage. Besides, scenarios that allow the converter to increase the maximum modulation index are considered. These scenarios reduce the modulation index limitation that naturally exists when floating capacitors are used. These scenarios consider grid voltage non-sinusoidal or unbalanced for rectifiers. Besides, it is presented a voltage compensation technique that allows increasing the maximum modulation index in series compensator topology. Studied converters are compared with conventional topologies by means of total harmonic distortion (THD), semiconductor losses and average switching frequency
Keywords: Conversores multiníveis
Capacitores flutuantes
Controle de barramentos CC
Retificadores
Level-shifted PWM
Multilevel converters
Floating capacitors
DC bus control
Rectifiers
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26993
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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