Modulação Descontínua para Conversor de Capacitor Flutuante com Controle de Tensão dos Capacitores

Mauricio M. da Silva; Ademir Toebe; Humberto Pinheiro

doi:10.18618/REP.2018.4.2797

Authors

Mauricio M. da Silva Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria – RS, Brasil
Ademir Toebe Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria – RS, Brasil
Humberto Pinheiro Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria – RS, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2018.4.2797

Keywords:

Conversor de Capacitor Flutuante, Máquina de Estados, Modulação Descontínua por Portadora

Abstract

Este artigo apresenta uma estratégia de modulação descontínua baseada em portadoras para um inversor de capacitores flutuantes de três níveis. Esta modulação é capaz de equilibrar as tensões dos capacitores flutuantes por meio de um controlador em malha fechada implementado em tempo discreto. A modulação descontínua produz na saída do inversor, através da modulação por largura de pulsos, tensões de linha com vários níveis de tensão, resultando em uma baixa distorção harmônica e distribuição igualitária das comutações nos interruptores. Uma máquina de estados é utilizada para decodificar as regiões de modulação com o propósito de reduzir-se o número de comutações. Com esta máquina de estados é proposto um controlador de tensão não linear para o capacitor flutuante de cada braço do inversor. A implementação desta estratégia é simples, além de exigir pouco esforço computacional, podendo ser implementada com facilidade em microntroladores e processadores digitais de sinais convencionais. Finalmente, o artigo apresenta diversos resultados obtidos com implementação em emulador de hardware, validando assim o desenvolvimento teórico e prático da estratégia de modulação.

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Author Biographies

Mauricio M. da Silva, Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria – RS, Brasil

é engenheiro eletricista (2001) e mestre em engenharia elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Atualmente é doutorando do programa de pós-graduação da UFSM. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, qualidade do processamento da energia elétrica, modulação para conversores estáticos e energias renováveis.

Ademir Toebe, Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria – RS, Brasil

é engenheiro eletricista pela UFSM (2016). Atualmente é aluno de mestrado na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Áreas de Interesse: sistemas modulares, modulação, paralelismo de inversores e comunicação de dados para aplicações de controle em tempo real.

Humberto Pinheiro, Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria – RS, Brasil

é engenheiro eletricista pela Universidade Federal Santa Maria (UFSM), Santa Maria, Brasil, em 1983, mestre em engenharia pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, em 1987 e graduado Ph.D. pela Concordia University, Montreal, Canadá, em 1999. De 1987 a 1999, ele foi engenheiro pesquisador de uma companhia brasileira de UPS e também foi professor na Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, onde lecionou a disciplina de eletrônica de potência. Desde 1991, ele está na UFSM. Suas áreas de interesse incluem modulação e controle de conversores estáticos e acionamentos para sistemas de conversão eólica. Dr. Humberto Pinheiro é membro das IEEE Industrial Electronics e Power Electronics Societies.

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