Contribuição ao estudo de estratégias de modulação aplicadas a conversores multiníveis com diodos de grampeamento
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Data
2009-04-30Autor
Grigoletto, Felipe Bovolini 
Primeiro orientador
Pinheiro, Humberto
Primeiro membro da banca
Camargo, Robinson Figueiredo de
Segundo membro da banca
Pinheiro, José Renes
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Esta dissertação de mestrado trata de estratégias de modulação para conversores multiníveis
com diodos de grampeamento. O principal desafio a ser superado por técnicas
de modulação aplicadas a estes conversores é o de equilibrar as tensões dos capacitores
do barramento CC, enquanto que minimizando a penalização da THD das tensões de
saída. Dentre as principais estratégias de modulação com esse propósito abordadas na
literatura, são as estratégias baseadas na comparação com portadora e as estratégias vetoriais.
Geralmente os métodos de modulação vetorial utilizam os três vetores de comutação
mais próximos do vetor de tensão de referência, N3V. Entretanto nem sempre é possível
eliminar as ondulações de baixa frequência presentes nas tensões dos capacitores do barramento
CC em toda faixa de operação do conversor utilizando essa divisão de setores.
Este trabalho deriva um novo diagrama vetorial NS3V, que possibilita a eliminação das
ondulações de baixa frequência das tensões dos capacitores do barramento CC na região
linear do conversor, independente do fator de potência de operação. Além disso são obtidas
restrições baseadas no sinal e nas magnitudes das correntes de saída para determinar
a transição entre a modulação que utiliza o diagrama vetorial N3V e o diagrama vetorial
NS3V, tornando a modulação híbrida. Com isto é possível minimizar a distorção harmônica
das tensões de saída e assegurar o controle da corrente média sobre um período de
comutação no ponto central do divisor capacitivo. Com objetivo de facilitar a extensão
dos resultados para um número qualquer de níveis, a modulação baseada na comparação
com portadora foi proposta nesse trabalho onde as tensões modulantes são escolhidas de
forma a garantir a máxima utilização da tensão do barramento CC na faixa linear de
operação do conversor, bem como eliminar as ondulações de baixa frequência presentes
nas tensões dos capacitores. Ainda, é proposta uma estratégia de modulação vetorial
para conversores com diodos de grampeamento de três níveis em configuração back-toback
com o propósito de conectar sistemas de geração eólica à rede. Nesta estratégia de
modulação é combinada a utilização dos diagramas vetoriais N3V e NS3V para ambos os
conversores conectados ao mesmo barramento CC. Dessa forma é possível estabelecer um
compromisso entre ondulação das tensões dos capacitores do barramento CC e THD das
tensões de saída. Resultados experimentais e análises comparativas são apresentadas e
demonstram a boa performance dos métodos propostos.