Análise de Desempenho de Diferentes Estratégias de Modulação PWM para Conversores de Três Níveis com Diodo de Grampeamento

Nome: Antonio Marcos Delai
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 01/12/2016
Orientador:

Nomeordem crescente Papel
Jose Luiz de Freitas Vieira Orientador
Domingos Sávio Lyrio Simonetti Co-orientador

Banca:

Nomeordem crescente Papel
Marcio Almeida Có Examinador Externo
Lucas Frizera Encarnação Examinador Interno
Jose Luiz de Freitas Vieira Orientador
Domingos Sávio Lyrio Simonetti Coorientador

Resumo: Conversores multiníveis estão ganhando maior destaque na indústria e em pesquisas acadêmicas como uma das opções preferidas de conversão de energia para aplicações que necessitam operar em níveis de média tensão, principalmente devido ao elevado valor da potência processada. Diversas pesquisas estão contribuindo para melhorar ainda mais o desempenho dos conversores multiníveis, onde a eficiência energética aliada à boa qualidade
da energia processada com perdas reduzidas é desejada. Dessa forma, novas ou aprimoradas técnicas de modulação por largura de pulso (PWM) estão contribuindo para melhorar tais requisitos. Dentre as topologias de conversores multiníveis disponíveis, o conversor com diodos de grampeamento (NPC – Neutral Point Clamped) vem se tornando uma opção atrativa no mercado e ampliando sua utilização em diversas aplicações, tanto em sistema de média e alta tensão, quanto no setor industrial e em sistemas de energias renováveis.
Tem sido demonstrada a importância das técnicas de modulação no desempenho dos conversores multiníveis. Em função disso, neste trabalho diversas técnicas de modulação PWM baseadas em portadoras e em técnicas PWM vetoriais, adequadas para o conversor NPC, são descritas, analisadas e avaliadas. Estudos de simulação detalhados, aplicando tais técnicas de modulação, são realizados na plataforma PSCAD/EMTDC (Power Systems Computer Aided Design/Electromagnetic Transients including DC). Inclusive, foi implementado um algoritmo para a simulação das técnicas: vetorial convencional e vetorial com eliminação de harmônicos pares, desenvolvido
para um conversor três níveis NPC. Com os resultados obtidos, realiza-se a análise e comparação de desempenho das técnicas PWM vetorial e PWM baseadas em portadoras adequadas para um conversor de três níveis NPC. A comparação de desempenho é apresentada e avaliada em relação à distorção harmônica total (THD – Total Harmonic Distortion), tensão de modo comum e tensão eficaz na saída do conversor.

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