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dc.creatorZucuni, Jordan Pauleski
dc.date.accessioned2024-02-27T13:37:16Z
dc.date.available2024-02-27T13:37:16Z
dc.date.issued2023-12-13
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31576
dc.description.abstractPower converters are main components in many electrical systems. They are composed by semiconductors switches that operate in relatively high frequency compared with the ones of interest in order to synthesize the required voltages and currents. In this context, the field of modulation arises, which refers to the adequate swtiching process in order to achieve the required variables. So, many challenges are found, since many issues arises from the modulator project. For instance, there is the problem of how to reduce the harmonic distortion in order to satisfy normative resctrictions while the reduction of the common mode voltage is required, as it is associated with undesired currents through stray capacitances of the system. Moreover, there is the problem of thow to improve these merits without increasing the switching count compared with conventional techniques. Then, among the strategies in the literature, the space vector technique can be highlighted. It shows many possibilites through the degrees of freedom that are not fully explored to increase the performace of the converter under different merits. In this technique, among the project steps, there is the design of switching sequences, where it is performed the arrangement of vectors refering to the line-to-line voltages, phase voltages and switching states. Under this subject, there is a research issue, where this work presents contributions as a methodology to construct this arrangement, including the optimization on the duty cycle distribution among vectors that appears repeatedaly in a same sample period. As long as the modulation involves many objectives as previouly mentioned, this study is developed with a multicriteria approach applying the VIKOR method. As normally there are conflicting objectives, this methodology guides the selection of the sequences in order to find the best trade-off among the required specifications. Then, this work proposes an optimal space vector methodology, generic to the topology, designing sequences with the integration of the three spaces of the converter: line-to-line voltages, phase voltages and switching states. As a consequence, this work presents the development, equations and related proposals, for instance, the reflection of the reference and comutation voltage vectors to the first sector and the algebraic validation of the candidate line sequences considered over the fundamental period horizon intead of only one sample period as normally treated in the literature. Then, athough this is a generic methodology, it is applied to three different converters in order to demonstrate the applicability and performance of the presented strategy, with practical and simulation results, including the case of normative restrictions for grid-tied photovoltaics systems, corroborating with the analysis developed over this work.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectModulação space vector ótimapor
dc.subjectSequências de comutaçãopor
dc.subjectConversores estáticospor
dc.subjectOptimal space vector modulationeng
dc.subjectSwitching sequenceseng
dc.subjectPower converterseng
dc.titleMetodologia de modulação space vector ótima aplicada a conversores estáticospor
dc.title.alternativeOptimal space vector modulation methodology for static converterseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoOs conversores estáticos de potência são partes fundamentais de muitos sistemas elétricos. Esses são constituídos de interruptores semicondutores que comutam em relativa alta frequência com respeito àquelas de interesse de modo a sintetizar tensões e correntes desejadas. Neste contexto, encontra-se o campo da modulação, a qual consiste na adequada comutação de tais interruptores de modo a sintetizar as grandezas desejadas. Nesta área de estudo, muitos desafios são encontrados, uma vez que várias questões são levantadas ao realizar o projeto do modulador. Cita-se, por exemplo, o problema de como reduzir a distorção harmônica com vistas à adequação a restrições normativas ao passo que desejase a redução da tensão de modo comum, pois a ela estão associadas correntes indesejadas por meio das capacitâncias parasitas do sistema. Ainda, levanta-se o problema de como conseguir tais características sem aumentar o número de comutações em comparação a técnicas convencionais. Para tanto, destaca-se dentre as estratégias presentes na literatura a modulação vetorial, conhecida pelo termo em inglês space vector. Essa oferece muitas possibilidades frente aos graus de liberdade envolvidos que não são, normalmente, tão explorados como poderiam a fim de aumentar o desempenho do conversor sob diferentes aspectos. Nesta técnica, dentre as etapas de seu projeto, há a conformação de sequências de comutação, em que vetores referentes às tensões de linha, de fase e de estados de condução necessitam ser arranjados. Neste quesito, encontra-se um espaço aberto para pesquisa, onde este trabalho apresenta contribuições enquanto metodologia para realizar tal arranjo, juntamente com o melhor fracionamento do tempo dentre vetores que aparecem repetidamente em um mesmo período de amostragem. Em função da modulação envolver vários objetivos conforme mencionados previamente, tal estudo é conduzido de forma multicritério com a aplicação do método de VIKOR. Visto que normalmente tais objetivos são conflitantes, essa metodologia auxilia na escolha de sequências de forma a se ter o melhor trade-off dentre as especificações requisitadas. Sendo assim, este documento de tese propõe uma metodologia de modulação space vector ótima de modo genérico à topologia, projetando sequências de comutação de forma integrada dentre os três espaços do conversor: tensões de linha, de fase e de estados de condução. Para tanto, apresentase os desenvolvimentos, equacionamentos e propostas pertinentes, tendo como exemplo o rebatimento de vetores de referência e de comutação ao primeiro setor, além da validação algébrica de sequências de linha candidatas consideradas sobre o horizonte de um período fundamental ao invés de apenas um intervalo de amostragem, como normalmente é feito na literatura. Assim, apesar de genérica, a presente técnica é aplicada a três conversores distintos de modo a demostrar a aplicabilidade e desempenho desta estratégia, com resultados práticos e de simulação, considerando, inclusive, o caso de conformidade a restrições normativas para inversores fotovoltaicos conectados à rede com a simultânea redução da tensão de modo comum, corroborando com as análises realizadas ao longo deste trabalho.por
dc.contributor.advisor1Pinheiro, Humberto
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5900576762082210por
dc.contributor.advisor-co1Carnielutti, Fernanda de Morais
dc.contributor.referee1Grigoletto, Felipe Bovolini
dc.contributor.referee2Massing, Jorge Rodrigo
dc.contributor.referee3Giacomini, Julian Cezar
dc.contributor.referee4Gabbi, Thieli Smidt
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4857023370772245por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Elétricapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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