Análise de estabilidade de retificadores com correção de fator de potência empregando modelos lineares periódicos no tempo
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2012-07-30Metadatos
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Muitas técnicas de controle aplicadas a retificadores monofásicos com correção do fator
de potência (PFC) utilizam controladores em cascata para compensação da tensão de
saída e da corrente de entrada. Essas técnicas, em geral, empregam modelos lineares e
invariantes no tempo (LTI) e desconsideram as oscilações periódicas presentes nas tensões
de saída, fazendo uso de leis de controle com características passa-baixa. Para garantir a
correlação entre o modelo LTI e o retificador, bem como a correção do fator de potência,
estas estratégias utilizam banda-passante reduzida, o que limita consideravelmente a resposta
dinâmica da compensação da tensão. No intuito de reduzir o tempo de resposta da
malha de tensão, sem comprometer a correção do fator de potência, projetistas têm associado
filtros rejeita-banda à malha de controle. Esses filtros acentuam a atenuação nas
frequências de interesse e, assim, possibilitam elevar a banda-passante sem comprometer a
correção do fator de potência na entrada. Porém, a elevação da banda-passante aumenta
a interação das componentes alternadas da tensão do lado cc com o sistema de compensação.
Nestes casos, a abordagem LTI pode não representar adequadamente as dinâmicas
de malha fechada e, consequentemente, não é válida para a análise da estabilidade. Por
outro lado, uma melhor representação dinâmica da malha de compensação da tensão de
retificadores PFC monofásicos pode ser obtida com a utilização de modelos lineares periódicos
no tempo (LTP). Esses modelos dinâmicos incluem os efeitos de modulação inerentes
da dinâmica da tensão de saída. Este trabalho apresenta uma metodologia sistemática
alternativa para a análise da estabilidade de malha fechada de retificadores PFC monofásicos
empregando-se modelos LTP em tempo contínuo. A metodologia de análise da
estabilidade utiliza uma representação dos modelos LTP no domínio da frequência, denominado
função de transferência harmônica (HTF). Esta representação estende as técnicas
clássicas de análise da estabilidade de sistemas LTI multivariáveis para a abordagem LTP.
Por fim, são detalhadas as análise de estabilidade dos retificadores monofásicos em ponte
completa e meia ponte, considerando-se a operação com correção do fator de potência de
entrada. Resultados teóricos, de simulação e experimentais são apresentados para validar
a técnica de análise da estabilidade.