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Title: Estudo de balanceamento de capacitor flutuante e regeneração de potência para inversores multiníveis monofásicos baseados em ponte-H em cascata.
Other Titles: loating capacitor balancing study and regeneration of power for single-phase multilevel inverters based on cascading H-bridge.
???metadata.dc.creator???: MONTEIRO, Amanda Pereira.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: JACOBINA, Cursino Brandão.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: MATIAS, Rafael Rocha.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CORRÊA, Mauricio Beltrão de Rossiter.
???metadata.dc.contributor.referee2???: VITORINO, Montiê Alves.
Keywords: Level Shifted PWM-LSPWM;Ponte-H em cascata;Inversor mutinível;Regeneração de potênca;Capacitor flutuante;Regulação de tensão;Cascade H-bridge;Multilevel inverter;Power regeneration;Capacitor floating;Voltage regulation
Issue Date: 26-Feb-2019
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MONTEIRO, Amanda Pereira. Estudo de balanceamento de capacitor flutuante e regeneração de potência para inversores multiníveis monofásicos baseados emponte-H em cascata. 2019. 98 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica E informática, Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019.
???metadata.dc.description.resumo???: O tema desenvolvido consiste no estudo, caracterização e análise de conversores multiníveis monofásicos baseados na topologia Ponte-H em Cascata. São apresenta- dos dois grupos de configurações, cujos barramentos são formados exclusivamente por fontes ou por fontes e capacitor flutuante. Estas configurações podem ter dois ou três conversores associados em série. Na topologia composta apenas por fontes pode haver troca de potência entre os conversores que origina um fluxo bidireci- onal de potência para alguns valores de índice de modulação e algumas relações de barramento, independente do fator de potência da carga. Considerando isso, estratégias de chaveamento são apresentadas para aplicações em que a operação em modo regenerativo não é permitida, forçando todas as células a ter um fluxo de potência unidirecional e em direção à carga. No decorrer do trabalho, a Ponte-H em cascata e seus diversos casos de barramentos são discutidos e comparados utilizando critérios tais como distribuição de potência em cada célula, perdas nos elementos semicondutores, frequência de chaveamento e distorção harmônica total (THD) da tensão de saída. Em relação à configuração composta por fontes e capacitor, são apresentados dois métodos para regulação da tensão do barramento flutuante empre- gando redundâncias ou graus de liberdade. A distribuição de potência nas células com barramento capacitivo é analisada de acordo com a técnica de balanceamento de tensão utilizada e de acordo com a variação dos valores de fator de potência e índice de modulação. Além disso, é desenvolvido um controle suave de tensão do capacitor para um inversor de três estágios, de forma que ações de controle suaves são impostas para minimizar spikes, ripple e THD na tensão de saída do sistema, além de garantir a regulação de tensão do capacitor flutuante. Implementações experimen- tais e simulações computacionais foram utilizadas para comprovar as considerações apresentadas e mostrar a viabilidade dos sistemas apresentados nesta dissertação.
Abstract: This work consists of the study, characterization, and analysis of single-phase multi- level converters based on Cascaded H-Bridge topology. Two groups of configurations are presented, whose dc-links are formed exclusively by dc-sources or by dc-sources and a floating capacitor. In this work, these configurations may have two or three converters in series. In the configuration composed of only dc-sources, there may be power exchange between the converters, which leads to a bidirectional power flow for some modulation index values and some dc-link voltage ratios, regardless of the load power factor. Considering this, switching strategies are presented for applications where regenerative mode operation is not allowed, forcing all cells to have a unidirectional power flow and towards the load. In this way, Cascaded H-Bridge and its various cases of dc-link voltage ratio are discussed and compared using criteria such as power distribution in each cell, semiconductor power losses, switching frequency and harmonic distortion. In relation to the Cascaded H-Bridge with capacitors, two methods are presented to regulate the floating capacitor voltage by employing redundancies or degrees of freedom. Power distribution in the cells with capacitive dc-link is analyzed according to the voltage balancing technique used and in accordance with the variation of the power factor and modulation index values. In addition, a capacitor voltage control is developed for a three-stage inverter, so that smooth control actions are imposed to minimize spikes, ripple and THD at the output voltage of the system and to ensure voltage regulation of the floating capacitor. Experimental implementations and computational simulations were used to verify the presented considerations and to show the feasibility of the systems presented in this work.
Keywords: Level Shifted PWM-LSPWM
Ponte-H em cascata
Inversor mutinível
Regeneração de potênca
Capacitor flutuante
Regulação de tensão
Cascade H-bridge
Multilevel inverter
Power regeneration
Capacitor floating
Voltage regulation
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27012
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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