Análise, projeto e implementação de um inversor PWM monofásico aplicado a UPS utilizando células de comutação suave
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Data
2002-09-23Primeiro membro da banca
Canalli, Vicente Mariano
Segundo membro da banca
Hey, Hélio Leães
Terceiro membro da banca
Pinheiro, José Renes
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O presente trabalho apresenta a análise, projeto e a implementação
de um inversor PWM monofásico, de alto desempenho, para aplicações em
sistemas ininterruptos de energia. O inversor implementado será constituído de
células de auxilio a comutação, que propiciam comutação do tipo ZVS dos
dispositivos semicondutores principais, e comutação do tipo ZCS dos dispositivos
semicondutores auxiliares. As células auxiliares utilizadas nestas implementações
são baseadas nas estruturas ARCP (Auxiliary Resonant Commutated Pole). Será
feita uma análise teórica e matemática referente as principais topologias ARCP
existentes, tendo como critério de escolha, a simplificação de comando. Além
disto, todas as topologias analisadas, foram implementadas, tendo como base o
mesmo layout da placa de potência, mudando somente as estruturas auxiliares,
pois assim, garante-se uma análise comparativa mais eficiente referente às perdas
que cada estrutura auxiliar injeta no inversor como um todo. Também foi
desenvolvida uma metodologia de projeto generalizada para todas as células
auxiliares estudadas, sendo que para isso, contou-se com ábacos de projeto
normalizados, gerado segundo o equacionamento obtido para cada estrutura. Estes
ábacos descrevem as perdas de razão cíclica, tempo de duração dos pulsos
auxiliares, dimensionamento de fontes auxiliares para algumas estruturas e
saturação do transformador em outros casos. Com isso, obtêm-se os requisitos
mínimos para o desenvolvimento de um projeto que atenda os objetivos buscados
com uso de células auxiliares, ou seja, reduzir as perdas nas comutações. Com
esta redução, é possível aumentar da freqüência de comutação, diminuir o volume
de filtros e dissipadores de calor das chaves de potência, entre outros fatores que
contribuem diretamente na eficiência do inversor. Estas estruturas foram
implementadas para que operassem em ponte completa, porém, um dos braços do
inversor opera em baixa freqüência (60 Hz). Resultados experimentais são
apresentados de forma a validar a analise realizada.
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