Análise E Desenvolvimento De Um Novo Conversor Ca-cc Híbrido Monofásico Para Aplicações Em Sistemas Trólebus

Abstract

Este artigo apresenta o desenvolvimento e análise experimental de uma nova estrutura de retificador híbrido monofásico, com elevado fator de potência (FP) e reduzida taxa de distorção harmônica de corrente (TDHI) para aplicação como estágio préregulador de sistemas de tração elétrica. Trata-se de um conversor pré-regulador retificador capaz de promover a flexibilidade de alimentação, em CA ou CC, para ônibus de transporte público tipo trólebus, contribuindo com a possibilidade de expansão da rede, a baixo custo, eliminando-se custos associados às estações retificadoras convencionais. A estrutura proposta é composta por um retificador monofásico de onda completa não controlado convencional, associado em paralelo a um conversor chaveado não isolado. Destaca-se que o conversor chaveado é capaz de compor a corrente de entrada impondo uma corrente quase senoidal na rede de alimentação em CA, garantindo-se elevado FP e reduzida TDHI, tal como nos pré-reguladores convencionais, porém, o conversor chaveado processa menos de 50% da potência total de saída, garantindo robustez e confiabilidade para a estrutura. Foi desenvolvido um protótipo de 10 kW utilizando uma técnica de controle PWM capaz de limitar a contribuição do conversor chaveado e, ao mesmo tempo, impor uma corrente de entrada cujo espectro apresenta baixos níveis harmônicos, tomando, indicativamente, como referência os limites da norma internacional IEC61000-3-4. Todo o estudo teórico, a análise matemática e os resultados experimentais obtidos são apresentados neste artigo.