Uma Técnica Baseada no Método de Circuito Discreto Associado para Simulação em Tempo Real de Conversores de Potência

Abstract

Este artigo apresenta um simulador em tempo-real para aplicações de eletrônica de potência no qual um módulo FPGA (Field Programmable Gate Array) com representação numérica por ponto fixo soluciona as equações do sistema elétrico modelado, utilizando um passo discreto de 1 µs. A principal contribuição deste trabalho é a proposição de uma técnica para modelagem chaveada de conversores controláveis, baseada no método G-ADC (Generalized Associated Discrete Circuit), que emprega um algoritmo de inicialização para a fonte de corrente em paralelo de cada modelo de chave, de forma a obter uma representação acurada e com uso reduzido dos recursos de cálculo da FPGA. A validação da técnica proposta é realizada mediante a comparação de seus resultados com os obtidos por um software off-line de benchmark, para três sistemas elétricos independentes com conversores fonte de tensão (VSC). Adicionalmente, uma bancada experimental HIL (Hardware in the Loop), na qual um processador digital de sinais (DSP) é conectado através de sinais analógicos e digitais ao simulador em tempo-real, é desenvolvida. Esta bancada mostra a aplicabilidade do simulador proposto na avaliação de controladores embarcados para conversores de potência.