Metodologia de Identificação de Falhas de Circuito Aberto para o Conversor CHB

Henrique F. de Souza; Felipe J. Zimann; Alessandro L. Batschauer

doi:10.18618/REP.e202513

Authors

Henrique F. de Souza Universidade do Estado de Santa Catarina https://orcid.org/0009-0003-1341-2071
Felipe J. Zimann Universidade do Estado de Santa Catarina https://orcid.org/0000-0001-9548-720X
Alessandro L. Batschauer Universidade do Estado de Santa Catarina https://orcid.org/0000-0002-3094-9589

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.e202513

Keywords:

Cascata de Pontes Completa, Conversores Multiníveis, Falhas de circuito aberto, Filtro Média Móvel, Identificação de Falhas

Abstract

Este artigo apresenta uma metodologia de identificação de falhas de circuito aberto aplicada ao conversor Cascata de Pontes Completa (Cascaded H-Bridge - CHB) que não depende da estratégia de modulação adotada. A técnica de identificação de falhas proposta neste artigo utiliza os sinais que são usualmente medidos para o controle deste conversor, tornando-o um método de fácil adaptação, podendo ser considerando de baixo custo de implementação. A identificação do evento de falha de circuito aberto de um dos interruptores é feita através da leitura do valor médio da tensão de saída. Este valor médio é tratado através de um filtro média móvel e, a partir dele, é possível determinar a condição de existência de falha do conversor. Com esta condição de falha ativa, são executados dois procedimentos principais, uma rotina de testes e uma estratégia de identificação e correção do módulo danificado. O método é validado experimentalmente utilizando um conversor CHB monofásico com quatro módulos, com modulação PDPWM. O estudo se originou da análise de falhas em módulos pontes completa quando operando sobre modulações multiníveis, também apresentado nesse artigo.

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Author Biographies

Henrique F. de Souza, Universidade do Estado de Santa Catarina

possui graduação (2017) e mestrado (2023) em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina. Atualmente cursa doutorado em Engenharia Elétrica também pela Universidade do Estado de Santa Catarina, com bolsa DS/CAPES. Atua desde 2018 como Engenheiro de Serviço pela empresa GoBR Solutions S.A., fazendo comissionamento e manutenção de fornos de indução industriais de grande porte. Atuou como Engenheiro de Mobilidade Elétrica no setor homônimo da WEG S.A no ano de 2018. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica de Potência, atuando principalmente nos temas: inversores multiníveis, falhas em conversores e acionamento de máquinas elétricas.

Felipe J. Zimann, Universidade do Estado de Santa Catarina

possui graduação (2013), mestrado (2016) e doutorado (2020) em Engenharia Elétrica pela Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinville, Brasil. Em 2016, foi Pesquisador Visitante na Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil. Entre os anos de 2021 e 2022 trabalhou como professor colaborador na Universidade Federal de Santa Catarina. Atualmente é professor na Universidade do Estado de Santa Catarina e no Centro Universitário – Católica SC. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica de Potência, com interesse de pesquisa em filtros ativos, controle digital e qualidade de energia. Felipe J. Zimann é membro efetivo da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (Sobraep)

Alessandro L. Batschauer, Universidade do Estado de Santa Catarina

possui graduação (1999), mestrado (2002) e doutorado (2011) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atualmente é pesquisador CNPq com bolsa de produtividade DT2. Desde 2003 é professor efetivo da Universidade do Estado de Santa Catarina e integrante do Núcleo de Processamento de Energia Elétrica – nPEE. Em 2004 foi um dos sócios fundadores da Empresa SUPPLIER onde atua como Diretor. Na UDESC, foi Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, participou do Conselho de Administração e do Conselho Universitário. Atua no Conselho Técnico e como Pesquisador Associado no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída de Energia Elétrica (INCT-GD). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica de Potência e Controle de Conversores, atuando principalmente nos seguintes temas: CFP, comutação suave, filtros ativos e inversores multiníveis. Prof. Alessandro Batschauer atualmente é membro e revisor de artigos da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (Sobraep), da IEEE-PELS e IEEE-IES.

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