Controlador Multimalhas para Inversor Monofásico e Controle de Chave Estática de Transferência Aplicados em Fontes Ininterruptas de Energia

Authors

  • Marcus Vinícius Maia Rodrigues Universidade Estadual de Londrina, Londrina – PR, Brasil
  • Newton da Silva Universidade Estadual de Londrina, Londrina – PR, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2016.1.2582

Keywords:

Controladores Proporcional-Ressonantes, Modulador PWM Digital, qualidade de energia

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto de um controlador multimalhas para utilização em um inversor monofásico e também o controle do acionamento de uma chave estática de transferência (STS, Static Transfer Switch), ambos aplicáveis em UPS (Uninterruptible Power Supplies). Duas malhas de realimentação são utilizadas no controle do inversor, uma malha interna de corrente e outra externa de tensão. Controladores do tipo proporcional- ressonante atuam como compensadores em ambas as malhas. O atraso da resposta dinâmica do modulador PWM (Pulse Width Modulation) digital é considerado no projeto dos controladores, uma vez que é um fator que limita os ganhos dos compensadores. Uma topologia da STS, composta de IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) e diodos em substituição a convencional, de tiristores, obtendo-se uma redução significativa no tempo de transferência da alimentação de uma carga crítica da rede elétrica para uma fonte auxiliar (inversor monofásico). A estratégia de controle para o acionamento da STS é baseada no método de detecção do valor de pico do sinal de tensão utilizando um algoritmo de PLL (Phased Locked Loop). Resultados experimentais comprovam o bom desempenho do controlador multimalhas e também do rápido tempo de transferência da chave estática.

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Author Biographies

Marcus Vinícius Maia Rodrigues, Universidade Estadual de Londrina, Londrina – PR, Brasil

, nascido em 09/02/1990 em Bernardino de Campos-SP, é engenheiro eletricista (2012) e mestre em engenharia elétrica (2016) pela Universidade Estadual de Londrina. Atualmente é professor titular do Instituto Federal de São Paulo do campus de Avaré-SP. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, controle digital de conversores estáticos, qualidade de energia.

Newton da Silva, Universidade Estadual de Londrina, Londrina – PR, Brasil

, nascido em 10/08/1968 em Santo Angelo-RS, é engenheiro eletricista (1991) pela Universidade Federal de Santa Maria, mestre em engenharia elétrica (1994) pela Universidade Federal de Santa Catarina e doutor em engenharia elétrica (2012) pela Unicamp. Atualmente é professor no curso de Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina. Suas áreas de interesse são de eletrônica de potência, filtros para compensação de harmônicos, controle digital de conversores estáticos, qualidade de energia.

References

G. Schiavons Jr, C. H. G. Treviso, "Complete design for a 1,2 kVA UPS, with sinusoidal output stabilized, operating with digital control for DSC (digital signal controller)", in Proc. of COBEP, vol. único, pp. 682 -688, 2011. https://doi.org/10.1109/COBEP.2011.6085203 DOI: https://doi.org/10.1109/COBEP.2011.6085203

W. Solter, "A new international UPS classification by IEC 62040-3",in International Telecommunications Energy Conference, vol. único, pp. 541 - 545, 2002.

A. L. B. Ferreira, UPS de 5KVA tipo Passive Stand-by com integração de painéis solares. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual de Londrina,Londrina, Brasil, 2009.

M. Aamir, H.-J. Kim, "N n-isolated Single Phase Uninterruptible Pawer Supply (UPS) System", EEE 8th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE & ECCE) , vol. único, pp. 2282 -2289, 2011. https://doi.org/10.1109/ICPE.2011.5944468 DOI: https://doi.org/10.1109/ICPE.2011.5944468

C. L. Gnoatto, Estratégias de controle repetitivo para aplicação em sistemas de alimentação ininterrupta de energia. Dissertação de Mestrado, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, Brasil, 2011.

L. M. Menezes, Desenvolvimento de uma fonte ininterrupta de energia com possibilidade de uso em sistema fotovoltáico. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007.

M. N. Moschakis, N. D. Hatziargyriou,"A etaile m el for a thyristor-based static transfer switch", IEEE Transactions on Power Delivery, v. 18, nº 4, pp. 1442 -1449, Outubro 2003. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2003.817790 DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2003.817790

M. U. Cuma,Digital signal processor based implementation of custom power device controllers. Tese de Doutorado, Çukurova University, Adana, Turquia,2010.

M. H. A. Deus, Chave estática de transferência, estudo e soluções de casos, focados na continuidade do fornecimento e aumento da confiabilidade do sistema. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil, 2011.

D. G. Holmes, T. A. Lipo, B. P. Mcgrath, W. Y. Kong, "Optimize Design of Stationary Frame Three Phase AC Current Regulat rs", IEEE Transactions on Power Eletronics, vol. 24, nº 11, pp. 2417 - 2426, Novembro2009. https://doi.org/10.1109/TPEL.2009.2029548 DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2009.2029548

S. Buso, P. Mattavelli, Digital Control in Power Electronics. Morgan&Claypool Publishers, 1ªEdição, Itália, 2006. https://doi.org/10.1007/978-3-031-02495-5_1 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-02495-5

S. Buso, S.Fasolo, P. Mattavelli, "Uninterruptible power supply multiloop control employing digital pre ictive v ltage an current regulat rs", IEEE Transactions on Industry Applications, pp. 1846 -1854. vol. 37, Novembro/Dezembro 2001. https://doi.org/10.1109/28.968200 DOI: https://doi.org/10.1109/28.968200

D. M. V. Sype, K. Degusseme, A. P. V. Bossche, J. A. Melkebeek. "Small signal Laplace-domain analysis of uniformly-sampled pulse-wi th m ulat rs", inPower Electronics Specialists Conference (PESC), vol 6, pp. 4292-4298, 2004.

E. A. Vendrusculo, F. P. Marafão, J. A. Pomilio, R. Q. Machado. "Digital C ntr l f Single-Phase VSI for transformer-based UPS", in Proc. of COBEP, vol. único, pp. 463 - 468, 2005.

T. B. Lazarin, "A C ntr l Strategy f r Parallel Operation of Single-Phase Voltage Source Inverters: Analysis, Design an Experimental Results", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, nº 6, pp. 2194 - 2204, Junho 2013. https://doi.org/10.1109/TIE.2012.2193856 DOI: https://doi.org/10.1109/TIE.2012.2193856

M. P. Kazmierkowski, F. Blaabjerg, R. Krishnan, Control in power electronics, Academic Press, 1ªEdição, 2002.

M. S. Pádua, S. M. Deckmann, F. P. Marafão, "Frequency-Adjustable Positive Sequence Detector for Power Conditioning Applications", in Power Electronics Specialists Conference, vol. único, pp. 1928-1934, 2005

Published

2016-03-31

How to Cite

[1]
M. V. M. Rodrigues and N. da Silva, “Controlador Multimalhas para Inversor Monofásico e Controle de Chave Estática de Transferência Aplicados em Fontes Ininterruptas de Energia”, Eletrônica de Potência, vol. 21, no. 1, pp. 52–62, Mar. 2016.

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Original Papers