Inversores do Tipo Forward para Conexão de Fontes Renováveis à Rede Elétrica

Gabriel Grunitzki Facchinello; Roberto Francisco Coelho; Telles Brunelli Lazzarin

doi:10.18618/REP.2018.2.2767

Authors

Gabriel Grunitzki Facchinello Universidade Federal de Santa Catarina - EEL/INEP, Florianópolis – SC, Brasil
Roberto Francisco Coelho Universidade Federal de Santa Catarina - EEL/INEP, Florianópolis – SC, Brasil
Telles Brunelli Lazzarin Universidade Federal de Santa Catarina - EEL/INEP, Florianópolis – SC, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2018.2.2767

Keywords:

Conversor Forward, fontes renováveis de energia, Inversores, Rede Elétrica

Abstract

Este artigo propõe dois inversores do tipo Forward, os quais foram concebidos para a conexão de fontes renováveis à rede elétrica através de um estágio único de conversão. As topologias permitem fazer o controle da corrente injetada na rede e da tensão de entrada e, devido ao ganho do transformador, podem ser aplicados em tensões de entrada menores ou maiores que a tensão da rede. As duas topologias operam no modo de condução contínuo e diferem-se entre si pela técnica de desmagnetização do transformador. Uma emprega enrolamento terciário e foi concebida para potências entre 200~500 W. A outra utiliza a estrutura Forward com dois interruptores e, assim, desmagnetiza o transformador pelo enrolamento primário e foi concebida para sistemas de 500~800 W. O artigo aborda princípio de operação, análise estática, função de transferência, dimensionamento dos filtros e projeto do controle das topologias. Elas são validadas experimentalmente em uma aplicação com 85 V de tensão de entrada e 110 V eficazes de tensão de rede. Os resultados mostraram uma corrente injetada à rede elétrica com fator de potência maior que 0.98 e uma distorção harmônica menor que 3.75%, além de um rendimento acima de 84% em potência nominal.

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Author Biographies

Gabriel Grunitzki Facchinello, Universidade Federal de Santa Catarina - EEL/INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nascido em Xanxerê, SC em outubro de 1992. Recebeu o título de Engenheiro Eletricista (2014) pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) e mestre (2017) pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atualmente é pesquisador de hardware em acionamento de motores na Empresa Brasileira de Compressores - EMBRACO. Suas áreas de interesse incluem conversores estáticos, processamento eletrônico de energia eólica e solar fotovoltaica, microrredes, transformadores de estado sólido (SSTs), links magnéticos de alta frequência, inversores conectados à rede elétrica e acionamentos de máquinas elétricas. Gabriel Grunitzki Facchinello é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP).

Roberto Francisco Coelho, Universidade Federal de Santa Catarina - EEL/INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nascido em Florianópolis, em agosto de 1982. Recebeu o título de Engenheiro Eletricista, mestre e doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil, em 2006, 2008 e 2013, respectivamente. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da mesma instituição, onde desenvolve trabalhos relacionados ao processamento de energia proveniente de fontes renováveis e ao controle e estabilidade de microrredes. Prof. Roberto é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e da IEEE.

Telles Brunelli Lazzarin, Universidade Federal de Santa Catarina - EEL/INEP, Florianópolis – SC, Brasil

nascido em Criciúma, Santa Catarina, Brasil, em 1979. Recebeu o grau de Engenheiro Eletricista, mestre e doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis, Brasil, em 2004, 2006 e 2010, respectivamente. Atualmente é professor no Departamento de Engenharia Elétrica e Eletrônica da UFSC e pesquisador no Instituto de Eletrônica de Potência (INEP). A área de concentração do prof. Telles é em eletrônica de potência com ênfase em energias renováveis (principalmente eólica de pequeno porte), inversores de tensão e conversores estáticos a capacitor chaveado. Prof. Telles é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e da IEEE.

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