dc.creator | Castiblanco, Wilmar Armando Pineda | |
dc.date.accessioned | 2023-01-04T15:20:50Z | |
dc.date.available | 2023-01-04T15:20:50Z | |
dc.date.issued | 2022-06-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/27490 | |
dc.description.abstract | This work aims to propose a five-level converter topology. The proposed converter
uses the switched capacitor concept with an active neutral point clamped structure, with
one floating capacitor per phase and only one dc-link, even in three-phase systems. When
operated as an inverter, the proposed converter synthesizes similar output voltages compared to traditional five-level inverters, but with a reduction of the input dc-link voltage
at half. Some benefits can be highlighted, such as: reduction of voltage especification
in the semiconductors and capacitors and, consequently, minimization of the total standing voltage of the circuit. In order to facilitate the floating capacitor voltage control,
a modulation strategy based on the switched capacitor principle is also explored. Thus,
voltage regulation occurs automatically without any control strategies and/or the use of
additional circuits and sensors. However, although the complexity of the voltage balance
is reduced, it increases the currents stress in the components, usual in switched capacitor
based circuits, so a current analysis is introduced. Additionally, the proposed converter
is operated as a unidirectional rectifier. In this case, the number of active semiconductors
and associated drive circuits can be reduced by half. The modulation strategy also allows
the automatic voltage balance in the floating capacitors, which simplifies the operation
of the system connected to the three-phase grid. Simulation and experimental results are
included to show the functionality of the proposed converter. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Conversores multiníveis | por |
dc.subject | Conversores com grampeamento ativo do ponto neutro | por |
dc.subject | Capacitor chaveado | por |
dc.subject | Topologias cinco níveis | por |
dc.subject | Multilevel converters | eng |
dc.subject | Active neutral point clamped converters | eng |
dc.subject | Switched-capacitor | eng |
dc.subject | Five-level topologies | eng |
dc.title | Desenvolvimento de conversores de cinco níveis com capacitor chaveado e grampeamento ativo do ponto neutro | por |
dc.title.alternative | Desing a five-level switched capacitor active neutral point clamped converter | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Rech, Cassiano | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9375639768929991 | por |
dc.contributor.referee1 | Carnielutti, Fernanda de Morais | |
dc.contributor.referee2 | Heldwein, Marcelo Lobo | |
dc.contributor.referee3 | Dalla Costa, Marco Antônio | |
dc.contributor.referee4 | Lazzarin, Telles Brunelli | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7540879877588308 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |