Desenvolvimento de conversores de cinco níveis com capacitor chaveado e grampeamento ativo do ponto neutro
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Data
2022-06-28Primeiro membro da banca
Carnielutti, Fernanda de Morais
Segundo membro da banca
Heldwein, Marcelo Lobo
Terceiro membro da banca
Dalla Costa, Marco Antônio
Quarto membro da banca
Lazzarin, Telles Brunelli
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Este trabalho propõe uma topologia de conversor capaz de sintetizar cinco níveis
de tensão. O conversor proposto incorpora o conceito de capacitor chaveado em uma estrutura com grampeamento ativo do ponto neutro, com um capacitor flutuante por fase e
um único barramento CC, mesmo em sistemas trifásicos. Quando operado como inversor,
o conversor proposto sintetiza tensões de saída com especificações similares se comparado
com inversores cinco níveis tradicionais, porém com redução da tensão de entrada CC pela
metade. Essa redução de tensão traz alguns benefícios, como por exemplo: redução dos
esforços de tensão nos semicondutores e capacitores da estrutura e, consequentemente,
minimização da tensão de bloqueio total do circuito. De modo a facilitar o controle de
tensão nos capacitores flutuantes, uma estratégia de modulação baseada no princípio do
capacitor chaveado é também explorada. Com isso, a regulação de tensão ocorre de modo
automático sem estratégias de controle e/ou uso de circuitos e sensores adicionais. A
regulação de tensão, embora mais simples, causa elevação das correntes nos componentes da estrutura, inerente de circuitos que empregam a técnica de capacitor chaveado,
de modo que uma análise das correntes é introduzida. Adicionalmente, o conversor proposto também é analisado para operação como retificador unidirecional. Neste caso, o
número de semicondutores ativos e circuitos de acionamento associados podem ser reduzidos pela metade. A estratégia de modulação também possibilita a regulação automática
das tensões nos capacitores flutuantes, o que contribui a simplificar a operação do sistema
conectado a rede trifásica. Resultados de simulação e experimentais são incluídos para
mostrar a funcionalidade do conversor proposto.
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