Análise comparativa de inversores multiníveis com células H-bridge conectadas em série
Resumo
Esta Dissertação de Mestrado apresenta uma metodologia para comparar diferentes topologias e configurações de sistemas multiníveis aplicados ao acionamento de motores de
indução de média tensão. Inicialmente são apresentados os parâmetros de entrada e saída que devem ser fornecidos pelos fabricantes de sistemas de acionamento de alta potência. Então, são apresentados os modelos matemáticos dos índices de desempenho utilizados, sendo eles,
distorção harmônica total, fator de distorção de primeira ordem e perdas nos dispositivos semicondutores principais. Posteriormente, é apresentada uma metodologia que permite
selecionar a amplitude das fontes CC para um inversor com um número específico de células H-bridge conectadas em série. Um estudo a respeito das estratégias de modulação multinível híbrida e o impacto de suas variações sobre as perdas dos dispositivos semicondutores do inversor de saída é apresentado. Fundamentado neste estudo, é proposta uma nova técnica de modulação multinível hibrida, que minimiza as perdas nos semicondutores e permite o uso de retificadores não controlados no estágio de entrada sem modificar a distorção harmônica total da tensão de saída do inversor. Depois, é desenvolvido um estudo comparativo entre o
inversor multinível híbrido assimétrico e o inversor multinível simétrico, que permite a determinação da freqüência de comutação para um rendimento específico e a máxima
freqüência de comutação de cada conversor. Esta Dissertação de Mestrado apresenta métodos complementares de projeto de inversores multiníveis híbridos e uma metodologia que possibilitará escolher sistemas de acionamento que apresentem alta eficiência e custo
reduzido, sem por isso prejudicar a qualidade da energia drenada da rede pública e fornecida ao motor de indução.