Inversor Multinível Assimétrico Bidirecional Com 49 Níveis Na Tensão De Saída Usando Apenas Uma Fonte CC E Com Poucas Chaves Em Condução

Samuel Jó de Mesquita; Fernando Luiz Marcelo Antunes; Sérgio Daher

doi:10.18618/REP.2017.1.2648

Authors

Samuel Jó de Mesquita Universidade Federal do Ceará - UFC, Fortaleza - CE, Brasil
Fernando Luiz Marcelo Antunes Universidade Federal do Ceará - UFC, Fortaleza - CE, Brasil
Sérgio Daher Universidade Federal do Ceará - UFC, Fortaleza - CE, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2017.1.2648

Keywords:

Chaves Bidirecionais, Conversor CC-CA Bidirecional, Estágio CA-CA, Inversor Multinível Assimétrico, Transformador de Múltiplos Secundários

Abstract

Esse artigo propõe um inversor multinível assimétrico bidirecional empregando apenas uma fonte CC. A topologia proposta é baseada no uso de células H-bridge (HB) associadas com duas chaves bidirecionais (2cb) resultando na nova célula base referida como CHB-2cb. A associação em cascata de duas células CHB-2cb com apropriadas fontes de entrada pode gerar até 49 níveis na tensão de saída. Essa topologia usa somente uma ponte HB entre a fonte CC e um transformador de múltiplos secundários em média frequência para produzir as fontes de tensão assimétricas das células CHB-2cb em cascata que operam no estágio CA-CA. Esta proposição promove a redução do número de fontes de tensão isoladas dos inversores cascateados, e elimina a necessidade de um conversor CC-CC elevador de alto ganho, como no caso deste experimento que usa uma tensão de entrada CC de 48 V e uma tensão de saída CA eficaz de 220 V em 60 Hz. Essa proposta aumenta a eficiência do conversor, mantendo baixa distorção harmônica na tensão de saída e reduz o número total de componentes em condução quando comparada com conversor multinível convencional usando estágio CA-CA para produzir o mesmo número de níveis na tensão de saída. Análises teóricas e resultados experimentais são apresentados para validar o conversor proposto.

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Author Biographies

Samuel Jó de Mesquita, Universidade Federal do Ceará - UFC, Fortaleza - CE, Brasil

recebeu o título de doutor em Eng. Elétrica pela Universidade Federal do Ceará em 2016 na área de Eletrônica de Potência e Acionamentos Elétricos, possui mestrado em Engenharia Elétrica na mesma linha de pesquisa, também pela Universidade Federal do Ceará (2011), foi graduado em Eletromecânica pela Faculdade de Tecnologia Centec (2007). Atuou como revisor de artigos científicos, no congresso Internacional INDUSCON-IEEE (2012) na área de Eletrônica de Potência e no COBEP 2013. Tem experiência no setor de Engenharia Elétrica, com ênfase em dimensionamento de dispositivos elétricos, atuando principalmente nos seguintes temas: Eletrônica de Potência, Inversores Multiníveis, Fontes de Energias Renováveis (solar e eólica), Conversores Pré-Reguladores para Correção do Fator de Potência (PFC) e Filtros Ativos.

Fernando Luiz Marcelo Antunes, Universidade Federal do Ceará - UFC, Fortaleza - CE, Brasil

professor Titular do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará ensinando e pesquisando nas áreas de eletrônica de potência, máquinas elétricas e produção de energia elétrica a partir de fontes renováveis de energia. Coordena o Grupo de Processamento de Energia e Controle - GPEC do DEE da UFC onde são realizadas pesquisas com financiamento de agências de fomento e empresas nacionais. No período de abril de 2006 a março de 2007, em estágio de pós-doutorado, atuou como pesquisador em projeto de conversores multiníveis de alta potência para aerogeradores off-shore, no Instituto de Energia Eólica e Energia - IWES em Kassel na Alemanha. É bolsista do CNPq, membro da SOBRAEP, da SBA e do IEEE. Foi Editor da revista Eletrônica de Potência da SOBRAEP. Foi Presidente da SOBRAEP de setembro de 2009 a setembro de 2011.

Sérgio Daher , Universidade Federal do Ceará - UFC, Fortaleza - CE, Brasil

nasceu em Fortaleza em 1971. Técnico em Eletrotécnia pela Escola Técnica Federal do Ceará em 1989, Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal da Paraíba em 1995, Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Ceará em 1997, e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universität Kassel-Alemanha em 2006. Atualmente, ele é professor adjunto da Universidade Federal do Ceará, onde desenvolve atividades de ensino e pesquisa nas áreas de Acionamento de Máquinas Elétricas, Eletrônica de Potência e Sistemas de Energia Renovável.

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