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Title: Retificadores trifásicos baseados em conversores estáticos conectados em série.
Other Titles: Three-phase rectifiers based on series connected static converters.
???metadata.dc.creator???: MÉLLO, João Paulo Ramos Agra.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: JACOBINA, Cursino Brandão.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CORRÊA, Maurício Beltrão Rossiter.
???metadata.dc.contributor.referee2???: VITORINO, Montiê Alves.
Keywords: Retificadores Trifásicos;Conversores Estáticos;Pontes H em Série;Open End;Transformador de Injeção;PWM;LSPWM;Three Phase Rectifiers;Static Converters;H Bridges in Series;Injection Transformer
Issue Date: 12-Aug-2015
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: MÉLLO, João Paulo Ramos Agra. Retificadores trifásicos baseados em conversores estáticos conectados em série. 2015. 140f. (Dissertação) Mestrado em Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2015.
???metadata.dc.description.resumo???: Nesta dissertação de mestrado são apresentados três grupos de retificadores trifásicos baseados em conversores estáticos conectados em série, objetivando contribuir com a diversidade de opções disponíveis na literatura. As configurações propostas são analisadas e comparadas principalmente por meio do THD das correntes fornecidas pela fonte de potência AC, do WTHD das tensões AC geradas pelos conversores, e das perdas por condução e por chaveamento nos elementos semicondutores. O primeiro grupo, denominado grupo OE (Open-End), contém cinco configurações baseadas em fontes AC configuradas em open-end, o que possibilita a conexão de até dois conversores trifásicos em cascata. O segundo grupo, denominado grupo SCIT (Series Converters with Injection Transformers), possui três topologias que empregam dois conversores trifásicos conectados em série por meio de transformadores de injeção. O último grupo de topologias, denominado grupo SHB (Series H-Bridges), possui seis configurações baseadas na conexão em cascata de duas pontes H. Os dois primeiros grupos possuem configurações uni e bidirecionais, enquanto o último grupo possui apenas configurações unidirecionais. A cada grupo de topologias é dedicado um capítulo, tratando dos modelos elétricos dos sistemas, das técnicas PWM empregadas e das estratégias de controle propostas. As técnicas PWM são baseadas no LSPWM (Level-Shifted PWM), e os sistemas de controle se baseiam em estruturas em cascata, na qual a malha externa é referente à regulação das tensões DC e a malha interna é referente ao controle das correntes AC. Além disso, para todos os grupos são mostrados resultados de simulação e alguns resultados experimentais. As comparações entre as configurações são feitas com base nos resultados de simulação, enquanto os resultados experimentais serviram para validar a aplicabilidade das topologias propostas. Um outro capítulo do trabalho trata da generalização dos grupos SCIT e SHB, onde os modelos dos sistemas e os cálculos preliminares necessários para o desenvolvimento das técnicas PWM são apresentados para as situações onde mais de duas células básicas de conversores são conectadas em série. O capítulo final conclui o trabalho, e nele os grupos de topologias são comparados com base nos resultados de simulação obtidos. Pôde-se concluir que, dentre os grupos OE e SCIT, algumas configurações pertencentes ao primeiro grupo apresentaram maiores níveis de THD, WTHD e perdas nos semicondutores. Além disso, verificou-se que o grupo SCIT requereu um sistema de controle mais simples. Já dentre as configurações do grupo SHB, um subgrupo com três barramentos DC não-isolados apresentou THD, WTHD e perdas menores do que os outros dois subgrupos, sendo um deles com um barramento DC e o outro com três barramentos DC isolados.
Abstract: Three groups of three-phase rectifiers based on series connected static converters are presented in this Masters dissertation, with the objective of contributing to the diversity of options available in the literature. The configurations proposed are analyzed and compared by means of the THD of the currents supplied by the AC power source, the WTHD of the AC voltages generated by the converters, and the conduction and switching losses at the semiconductor elements. The first group, labeled group OE (Open-End), has five configurations based on open-end AC sources, which allow the connection of two three-phase converters in series. The second group, labeled group SCIT (Series Converters with Injection Transformers), has three topologies based on two series connected threephase converters by means of injection transformers. The last group of topologies, labeled group SHB (Series H-Bridges), has six configurations based on two cascaded H-bridges per phase. The first and the second groups contain uni and bidirectional configurations, while the last one has only unidirectional options. A chapter is dedicated to each group of topologies, in which it is covered the electrical models of the systems, the PWM techniques employed and the proposed control strategies. The PWM techniques are based on the LSPWM (Level-Shifted PWM), and the control systems are based on cascaded structures, where the external loop corresponds to the DC voltages regulation and the internal loop corresponds to the AC currents control. Furthermore, simulation and some experimental results are shown and analyzed for every group. The comparisons between the configurations are made by means of simulation results, while the experimental results validate the applicability of the proposed topologies. Another chapter of this work addresses the generalization of groups SCIT and SHB, where the systems models and the preliminary calculations necessary for the development of the PWM techniques are presented for situations in which more than two basic cells of converters are connected in cascade. The final chapter concludes the work comparing the configurations based on the obtained simulation results. It can be concluded that among groups OE and SCIT some configurations within the first group presented the highest levels of THD, WTHD and semiconductor losses. Moreover, it was verified that group SCIT required a simpler control system. Between the configurations of group SHB, a subgroup with three nonisolated DC-links presented lower THD, WTHD and semiconductor losses than the other two subgroups, where one is composed by configurations with only one DC-link and the other is a subgroup with three isolated DC-links.
Keywords: Retificadores Trifásicos
Conversores Estáticos
Pontes H em Série
Open End
Transformador de Injeção
PWM
LSPWM
Three Phase Rectifiers
Static Converters
H Bridges in Series
Injection Transformer
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Elétrica
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9539
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica.

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