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Tipo: Dissertação
Título: Conversor CC-CA para aplicação em sistemas autônomos de energia elétrica
Título em inglês: High voltage gain converter with an inverter applied to DC-AC conversion for standalone power system
Autor(es): Bezerra, Luiz Daniel Santos
Orientador: Bascopé, René Pastor Torrico
Palavras-chave: Engenharia elétrica;Eletrônica de potência;Controle discreto
Data do documento: 2010
Citação: BEZERRA, L. D. S. Conversor CC-CA para aplicação em sistemas autônomos de energia elétrica. 2010. 197f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
Resumo: O estudo e o desenvolvimento de novas topologias ou associações destas com o intuito de aplicar em sistemas autônomos de fornecimento de energia elétrica são os principais motivadores deste trabalho. O projeto consiste da associação de dois conversores, um conversor elevador de alto ganho baseado na célula de comutação de três estados, cujo papel é elevar a tensão das baterias a um valor de 400Vcc, formando assim um barramento de tensão contínua, e um inversor monofásico do tipo ponte-completa com um filtro LC, utilizando modulação do tipo bipolar para obter a tensão senoidal semelhante à da rede elétrica. O controle do conversor elevador é realizado através de uma malha de corrente e de tensão, ambas analógicas, porém com uma parte da malha de tensão sendo realizada internamente em um dsPIC, e o controle do inversor é totalmente realizado através deste dsPIC (modulador digital e controlador digital), utilizando os princípios do controle discreto. Este sistema é capaz de converter 48Vcc proveniente de baterias em 220Vac e 60Hz, com eficiência igual ou superior a 85% com uma ampla faixa de carregamento. Cada estágio tem seu estudo teórico desenvolvido, além da introdução de uma metodologia para obtenção de um modelo reduzido do conversor elevador de alto ganho, e ao final, após as especificações e dimensionamentos são mostrados os resultados experimentais do protótipo do projeto. O sistema foi testado nas diversas situações que podem ser encontradas no dia a dia, como partida de carga não linear, por exemplo.
Abstract: The study and development of new topologies or combinations of these in order to apply for autonomous systems of electric power supply are the main drivers of this work. The project consists of the combination of two converters, one high-gain step-up converter based on the three states switching cell whose role is to raise the battery voltage to a value of 400Vcc, thus forming a DC bus, and a single-phase inverter bridge-type with a LC filter, using the bipolar modulation type to obtain sinusoidal voltage similar to the power grid. The control of the high-gain converter is performed through a loop of current and voltage, both analog, but some part of the voltage loop is performed internally in a dsPIC, and inverter control is largely accomplished through this dsPIC (Digital modulator and controller), using the principles of discrete control. This system is capable of converting from 48V DC batteries in 220Vac and 60 Hz, with performance equal to or greater than 85% with a wide range of loading. Each stage has its theoretical study developed, and the introduction of a methodology for obtaining a reduced model of the high gain converter, and at the end, after the specifications and sizes are shown the experimental results of the prototype developed. The system was tested in various situations that can be found in everyday life, like starting a non- linear load, for example.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/66753
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