No description available.

Le sujet de recherche prévoit l'amélioration des performances des inductances actives de type TOSI (transistor only simulated inductor), réalisées en technologie CMOS pour des applications de filtrage RF. Ces structures montrent de bien meilleures performances que les filtres classiques Gm–C par le petit nombre de transistors, la consommation d'énergie, la bande de fréquence et la surface du circuit intégré. En outre, les architectures TOSI peuvent être utilisées pour d'autres applications potentielles, comme les amplificateurs LNA et oscillateurs (VCO ou CCO). Dans le contexte du trend multi-standard suivi par les circuits de télécommunications (notamment sans fil), les filtres RF basés sur le concept TOSI offrent la possibilité de mise en œuvre des dispositifs accordables. pour répondre aux exigences des normes de télécommunications, la mise en œuvre des filtres d'ordre élevé est indispensable. Dans ce cas, l'utilisation de cellules de deuxième ordre est une question cruciale. Nos contributions les plus importantes présentées dans cette thèse consistent en un nouveau principe de réglage presque indépendamment de la fréquence de résonance et son facteur de qualité mais aussi sont proposées deux architectures de l'inductance TOSI avec une réponse améliorée en fréquence. D'autres résultats sont en cours de validation expérimentale. Nos travaux ont donné lieu à 12 articles publiés dans des revues prestigieuses ou présentés lors de conférences et workshops internationaux. En plus de ces aspects innovateurs, nous présentons dans ce mémoire un large descriptif des architectures des émetteurs-récepteurs sans fil utilisés pratique et un état de l'art des technologies et performances d'inductances TOSI proposées en technologie CMOS. / The scope of this thesis is to propose solutions to improve the performances of the CMOS transistor only simulated inductors (TOSI) aiming RF filtering applications. We are interested in TOSI architectures because they prove better performances than the classical gm–C filters, being superior with respect to the number of transistors, power consumption, frequency capability and chip area. Furthermore, TOSI architectures have many potential applications in RF design. In the general context of the multi–standard trend followed by wireless transceivers, TOSI based RF filters may offer the possibility of implementing reconfigurable devices. However, satisfying the telecommunications requirements is not an easy task therefore high order TOSI based filters should be implemented. Consequently, using good second order TOSI cells is a matter of the utmost importance and we propose a novel quality factor tuning principle which offers an almost independent tuning of self resonant frequency and quality factor for simulated inductors. An improved TOSI architecture with increased frequency capability is also reported.

Ένα από τα πιο σύγχρονα προβλήματα στα συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας είναι οι αρμονικές ρεύματος. Γενικά, η αρμονική μιας κύμανσης είναι μια συνιστώσα συχνότητας του σήματος, η οποία είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της θεμελιώδους συχνότητας, π.χ. εάν η θεμελιώδης συχνότητα είναι f, οι αρμονικές έχουν συχνότητες 2f,3f,4f και ούτω κάθε εξής. Για το ηλεκτρικό σήμα, η θεμελιώδης συχνότητα είναι τα 50 Hz. Άρα, οι αρμονικές του ηλεκτρικού ρεύματος έχουν συχνότητες ακέραια πολλαπλάσια της θεμελιώδους συχνότητας. Παραδείγματος χάρη, 100 Hz είναι η αρμονική δεύτερης τάξης, 150 Hz είναι η αρμονική τρίτης τάξης, 200 Hz είναι η αρμονική τέταρτης τάξης και ούτω κάθε εξής. Αιτία ύπαρξης αρμονικών ρεύματος είναι η ύπαρξη μη γραμμικών φορτίων, φορτίων δηλαδή, που παίρνουν ρεύμα διαφορετικής κυματομορφής από την τάση, άγουν δηλαδή ρεύμα μόνο σε ορισμένες περιοχές της τάσης. Τα προβλήματα που δημιουργούν οι αρμονικές είναι: α) μείωση του συντελεστή ισχύος με αποτέλεσμα αυξημένες απώλειες στα καλώδια, β) φαινόμενα συντονισμού με συνέπεια την καταστροφή πυκνωτών και μετασχηματιστών, γ) αρμονική παραμόρφωση τάσης η οποία οδηγεί σε αύξηση απωλειών σε κινητήρες, δ) παρεμβολές σε κυκλώματα ελέγχου και τηλεπικοινωνιών, ε) λανθασμένη λειτουργία συσκευών προστασίας, ζ) καταπόνηση ηλεκτρικών συσκευών. Όλα τα παραπάνω δημιουργούν υποβάθμιση της ποιότητας ισχύος. Και αν λάβουμε υπόψη την αυξανόμενη χρήση μη γραμμικών φορτίων τότε η βελτίωση της ποιότητας ισχύος είναι επιτακτική στην σημερινή εποχή. Για την αντιμετώπιση των αρμονικών ρεύματος, χρησιμοποιούμε αρμονικά φίλτρα. Τα αρμονικά φίλτρα χωρίζονται σε τρείς κατηγορίες. Υπάρχουν τα παθητικά φίλτρα, τα ενεργά φίλτρα και τα υβριδικά φίλτρα. Τα παθητικά αρμονικά φίλτρα που αποτελούνται από πυκνωτές, επαγωγές και αντιστάσεις μπορούν να χωριστούν σε φίλτρα συντονισμού και σε υψιπερατά φίλτρα. Αυτά συνδέονται παράλληλα με τα μη γραμμικά φορτία. Τα ενεργά φίλτρα μπορούν να χωριστούν σε παράλληλα ενεργά φίλτρα και σε εν σειρά ενεργά φίλτρα ανάλογα με την κυκλωματική τους διαμόρφωση. Προς το παρόν, τα παράλληλα ενεργά φίλτρα είναι πιο ελκυστικά από τα εν σειρά ενεργά φίλτρα, όσον αφορά την μορφή και την λειτουργία τους. Το παράλληλο ενεργό φίλτρο μπορεί να ελεγχθεί με βάση τον παρακάτω τρόπο ελέγχου. Ο ελεγκτής παρατηρεί το στιγμιαίο ρεύμα του φορτίου. Αποσπά το αρμονικό ρεύμα από το υπό παρατήρηση ρεύμα του φορτίου δια μέσου της ψηφιακής επεξεργασίας του σήματος. Το ενεργό φίλτρο τροφοδοτεί το φορτίο με το αρμονικό ρεύμα που χρειάζεται για να λειτουργήσει σωστά, με συνέπεια να απαλλάσσεται η πηγή τροφοδοσίας από το αρμονικό ρεύμα. Διαφορετικά από το παράλληλο ενεργό φίλτρο, το εν σειρά ενεργό φίλτρο ελέγχεται με βάση τον παρακάτω τρόπο ελέγχου. Ο ελεγκτής παρατηρεί το στιγμιαίο ρεύμα τροφοδοσίας. Αποσπά το αρμονικό ρεύμα από το υπό παρακολούθηση ρεύμα τροφοδοσίας δια μέσου της ψηφιακής επεξεργασίας του σήματος. Το ενεργό φίλτρο εφαρμόζει μια τάση εξισορρόπησης ανάλογη του αρμονικού ρεύματος και αντίθετου πρόσημου επί του πρωτεύοντος του μετασχηματιστή που είναι συνδεδεμένος σε σειρά με την πηγή τροφοδοσίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την σημαντική μείωση του αρμονικού ρεύματος τροφοδοσίας. Τα υβριδικά φίλτρα είναι ένας συνδυασμός ενός παθητικού φίλτρου και ενός ενεργού φίλτρου. Μια υβριδική διάταξη που είναι πολύ δημοφιλής είναι η εν σειρά σύνδεση ενός ενεργού φίλτρου και ενός παθητικού φίλτρου. Γενικά, τα υβριδικά φίλτρα έχουν πλεονεκτήματα σε σχέση με τα ενεργά φίλτρα. Μερικά από αυτά είναι: α) εμφάνιση μικρότερης τάσης στον πυκνωτή του φίλτρου, β) χρησιμοποίηση μικρότερης τάσης IGBTs ως στοιχεία ισχύος, γ) μη εμφάνιση της δεσπόζουσας αρμονικής της τάσης στα άκρα του ενεργού φίλτρου, δ) μικρότερης έντασης διακοπτικές αιχμές, ε) καλύτερη εκτέλεση φιλτραρίσματος. Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εξετάζεται ένα υβριδικό ενεργό φίλτρο μέσης τάσης που χρησιμοποιεί μετατροπέα τριών επιπέδων και συνδέεται απευθείας στο δίκτυο χωρίς να παρεμβάλλεται μετασχηματιστής. Η υπό μελέτη διάταξη αποτελείται από την πηγή τροφοδοσίας, η οποία είναι ονομαστικής τάσεως 4.16 KV (πολική τάση, rms τιμή) και συχνότητας 60 Hz. Επίσης η επαγωγή της πηγής τροφοδοσίας είναι Ls=0.15 mH. Το μη γραμμικό φορτίο της διάταξης μας είναι μια ανορθωτική διάταξη διόδων, όπου στην AC πλευρά της έχει τοποθετηθεί μία επαγωγή LAC για καλύτερη προστασία ρεύματος. Το υβριδικό ενεργό φίλτρο συνδέεται απευθείας στο φορτίο χωρίς την χρήση μετασχηματιστή υποβίβασης της τάσης. Αυτή η συγκεκριμένη υβριδική διάταξη αποτελείται από ένα παθητικό φίλτρο που είναι συντονισμένο στην έβδομη αρμονική συχνότητα και ένα ενεργό αρμονικό φίλτρο. Το ενεργό και παθητικό φίλτρο συνδέονται σε σειρά. Το ενεργό φίλτρο χρησιμοποιεί μετατροπέα τριών επιπέδων. Η προσομοίωση της συγκεκριμένης διάταξης γίνεται με το πρόγραμμα PSCAD. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι με την ενεργοποίηση του υβριδικού φίλτρου η κυματομορφή του ρεύματος τροφοδοσίας γίνεται σχεδόν ημιτονοειδής. Επίσης, βλέπουμε στο φάσμα με τις αρμονικές συχνότητες του ρεύματος τροφοδοσίας ότι είναι απαλλαγμένο από αρμονικές συχνότητες. Επομένως, η συγκεκριμένη διάταξη προσφέρει καλή εκτέλεση φιλτραρίσματος για εφαρμογές μέσης τάσης. / One of the most outstanding problems in Power Systems is the harmonic current. Generally, a harmonic fluctuation is a component frequency of the signal, which is an integer multiple of the fundamental frequency, e.g. if the fundamental frequency is f, the harmonics have frequency 2f, 3f, 4f, and so forth. For the electrical signal, the fundamental frequency is 50 Hz. Therefore, the harmonics of the power frequencies are integer multiples of the fundamental frequency. For example, 100 Hz is the second order harmonic, 150 Hz is the third order harmonic, 200 Hz is the fourth harmonic order and so on. Reason being harmonic current is the presence of nonlinear loads, i.e. loads that getting a current waveform which is different from the voltage waveform, i.e. drag power only in certain areas of tension. The problems caused by harmonics are: a) reducing the power factor that resulting to increased losses in the cable b) resonance resulting in the destruction of capacitors and transformations, c) harmonic voltage distortion which leads to increased losses in motors, d) interferences to control circuits and telecommunications, e) incorrect operation of protective devices, g) harassment of the electrical devices. All these cause degradation of power quality. And considering the increasing use of nonlinear loads, the improve of power quality is imperative in this era. To meet the harmonic current, using harmonic filters. Harmonic filters are divided into three categories. There are passive filters, active filters and hybrid filters. The passive harmonic filters consisting of capacitors, inductors and resistors can be divided into coordination filters and high pass filters. These are connected in parallel with nonlinear loads. Active filters can be divided into parallel active filters and series active filters in terms of the circuit configuration. At present, the parallel active filters are more attractive than the series active filters, in terms of form and function. The parallel active filter can be controlled by the following way. The controller observes the instantaneous load current. It extracts the harmonic current from the observed load current through the digital signal processing. The active filter supplies the load with harmonic current which needs to function properly, thus the power source exempt from the harmonic current. Different from the parallel active filter, the series active filter is controlled by the following way. The controller observes the instantaneous supply current. It extracts the harmonic current from the supply current through the digital signal processing. The active filter applies a voltage which is proportional to the harmonic current and opposite sign on the primary of the transformer which is connected in series with the power source. This results in significant reduction of the harmonic supply current. Hybrid Filters are a combination of a passive filter and an active filter. A very popular hybrid device is the series connection of an active filter and a passive filter. Generally, hybrid filters have advantages over active filters. Some of these are: a) show less voltage in the capacitor of the filter, b) using lower voltage-rated IGBTs as power devices, c) non-appearance of the dominant harmonic voltage at the ends of the active filter, d) less intense switching spikes, e) better filtering performance. In this thesis examined a medium-voltage transformerless hybrid active filter with three-level converter. The device under study consists of the power source, which has rated voltage 4.16 KV (polar voltage, rms value) and frequency 60 Hz. Also, the induction power source is Ls = 0.15 mH. The non-linear load is a diode rectifier device, where in the AC side has placed an induction of LAC to better protection of current. The hybrid active filter is connected directly to the load without the use of voltage step-down transformer. This particular hybrid device consists of a passive filter which is tuned to the seventh harmonic frequency, and an active harmonic filter. The active and passive filter are connected in series. The active filter uses a three-level inverter. The simulation of this device realized with the program PSCAD. The results indicate that after the activation of the hybrid filter, the power supply waveform is almost sinusoidal. Also see the spectrum with the harmonics of the supply current that is free from harmonics. Therefore, this device offers good performance filtering in medium voltage applications.

In this thesis, integrated active filter auxiliary power modules (AFAPMs) is presented in electrified vehicle applications. A topological evaluation is conducted particularly for the auxiliary power module (APM) applications in the electrified vehicles. Several primary and secondary base topologies are compared in terms of VA rating and performance. Multiple input/output topology configurations are compared with different connection configurations and control schemes. The MOSFET loss analysis is given. Based on the MOSFET loss analysis, the modular full bridge current doubler with input-series-output-parallel configuration presents better performance in terms of the switch efficiency and cost analysis. Bulk capacitor banks occupy large volume and impact the reliability in the traction inverter and HV battery charger in the vehicle applications. A capacitor-less design is relatively urgent for the next generation electrified vehicle. Active filter (AF) is one potential solution to reduce the corresponding dc-link capacitance. However, additional components are required which increases the system complicity and decreases its reliability. Hence, it would be great to integrate the AF into the LV battery charger for the vehicle applications. Based on the power switch requirements, the AFAPM is evaluated for traction inverter and HV battery charger, respectively. The evaluation result shows that the AFAPM for the HV battery charger system is a feasible and attractive solution. Furthermore, a simple and effective dual-mode dual-voltage charging system operating principle is proposed. The integrated AFAPM converter charges the LV battery when the vehicle is running and operates as an AF when the vehicle is connected to the grid and the HV battery is charging. Hence, the low-frequency second-order harmonic current is alleviated without a bulk capacitor bank or an extra AF circuit in the HV battery charger. For magnetic design, there is a trend toward integration and planarization. Two planar transformers are built for two different AFAPM prototypes. A minimized leakage inductance method is presented and implemented on a 20:1 center-tapped planar transformer. Three different integrated AFAPM converters are proposed. By applying these AFAPM converters, the required extra components to form the AF for the HV battery charger are reduced and thus the cost, size and weight for the dual-voltage charging system in the electrified vehicle applications can be reduced. Two prototypes are built. The experiments show promising results confirming the effectiveness of the proposed converters. / Dissertation / Doctor of Philosophy (PhD)

Ce mémoire fait tout d’abord l’état de l’art des filtres reconfigurables (passifs et actifs) pour les radiocommunications. Les différentes architectures de réception sont comparées pour déterminer celles qui sont les mieux adaptées aux récepteurs de type multistandard. Les concepts de radio logicielle et de radio cognitive ainsi que la façon de les mettre en œuvre sont ensuite indiqués afin de souligner l’intérêt d’utiliser des filtres reconfigurables. Les notions de filtres réglables, reconfigurables et agiles qui sont alors comparées illustrent tout l’intérêt des filtres agiles. Une nouvelle théorie qui permet pour la première fois la réalisation de filtres passe bande du second ordre entièrement actifs à fréquence agile est ensuite introduite. Un amplificateur de contre réaction dont le gain est réglable permet de modifier facilement la valeur de la fréquence centrale du filtre obtenu. Cette théorie est ensuite généralisée et ses nouvelles propriétés sont étudiées. Il en résulte alors une plage de réglage de la fréquence beaucoup plus étendue. Des filtres passe bande ont été réalisés en mode courant en technologie SiGe BiCMOS 0.25 µm de STMicroelectroincs à partir de convoyeurs de courant contrôlés (CCCII). Les résultats de simulation obtenus pour ces différents filtres confirment les avantages de cette théorie. Ils montrent ainsi que la généralisation précédente conduit à des structures entièrement actives dont la plage de réglage de la fréquence augmente et la puissance dissipée diminue. Des résultats de mesure obtenus sous pointes pour un filtre passe bande réalisé dans la technologie précédente sont donnés. Ils sont aussi en parfait accord avec cette théorie. Cette nouvelle approche permettra de réaliser des filtres agiles pour les récepteurs multistandard de radiocommunication. / In this thesis, we explore the state of the art of reconfigurable filters (passive and active) used in radio-communications. Different receiving architectures are compared to determine the most suitable for multi-standard devices. The concept of software and cognitive radio as well as the means to implement them are indicated in order to highlight the advantage of reconfigurable filters. The concepts of tunable, reconfigurable and agile filters are compared, illustrating the advantage agile ones. A new theory which allows, for the first time, the realization of second order band-pass fully active filters is then introduced. A feedback amplifier with tunable gain allows modifying easily the center frequency of the resulting filter; this theory is then generalized and its new properties are studied. This results in a large frequency tuning range. Current mode band-pass filters are implemented in SiGe BiCMOS 0.25 µm from STMicroelectroincs using current controlled conveyors (CCCII), the simulation results confirm the interest of this theory. They also show that the generalization leads to entirely active structures whose tuning range increases while its power dissipation decreases. The measurements carried out on the fabricated chip are given; they are in perfect agreement with this theory. The new approach allows realizing agile filters for multi-standard radio-communication receivers.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζονται δύο υβριδικές διατάξεις με παρόμοια συνδεσμολογία, οι οποίες χρησιμοποιούνται για το φιλτράρισμα αρμονικών σε περιπτώσεις μη γραμμικών φορτίων. Συγκεκριμένα, περιγράφονται τα χαρακτηριστικά τους, τα κυκλώματα ελέγχου τους και αναλύονται λεπτομερώς τα αποτελέσματα τους στο φιλτράρισμα. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στην έννοια των αρμονικών και γίνεται αναφορά στις διαταραχές που προκαλούν τα μη γραμμικά φορτία σ’ένα σύστημα ισχύος. Επιπλέον, παρουσιάζονται όλες οι κατηγορίες των υπαρχόντων αρμονικών φίλτρων και γίνονται οι απαραίτητες συγκρίσεις ανάμεσα στα δύο υβριδικά φίλτρα και στους συμβατικούς αντισταθμιστές. Τέλος, αναφέρονται τα διεθνή πρότυπα των αρμονικών και γίνεται λόγος για τις τιμές των φίλτρων στην αγορά. / In this thesis, two hybrid devices for harmonic filtering due to non linear loads are being examined.Particularly, their characteristics and their control systems are being described and their filtering performance is analysed in detail. Attention is paid to the term of Harmonics and the distortion that the non linear loads cause to power systems. Moreover, all kinds of harmonic filters are presented and compared. Finally, there is a short reference to the international standards of harmonics and the prices of those devices in the market.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChristianCA_TESE_1-77.pdf: 2508410 bytes, checksum: e0b647bf37424cb7dc8eeedc2d13d922 (MD5) Previous issue date: 2011-11-04 / Conventional control strategies used in shunt active power filters (SAPF) employs real-time instantaneous harmonic detection schemes which is usually implements with digital filters. This increase the number of current sensors on the filter structure which results in high costs. Furthermore, these detection schemes introduce time delays which can deteriorate the harmonic compensation performance. Differently from the conventional control schemes, this paper proposes a non-standard control strategy which indirectly regulates the phase currents of the power mains. The reference currents of system are generated by the dc-link voltage controller and is based on the active power balance of SAPF system. The reference currents are aligned to the phase angle of the power mains voltage vector which is obtained by using a dq phase locked loop (PLL) system. The current control strategy is implemented by an adaptive pole placement control strategy integrated to a variable structure control scheme (VS-APPC). In the VS-APPC, the internal model principle (IMP) of reference currents is used for achieving the zero steady state tracking error of the power system currents. This forces the phase current of the system mains to be sinusoidal with low harmonics content. Moreover, the current controllers are implemented on the stationary reference frame to avoid transformations to the mains voltage vector reference coordinates. This proposed current control strategy enhance the performance of SAPF with fast transient response and robustness to parametric uncertainties. Experimental results are showing for determining the effectiveness of SAPF proposed control system / As estrat?gias de controle convencionais de filtros ativos de pot?ncia paralelos (SAPF - Shunt Active Power Filters) empregam esquemas de detec??o de harm?nicos em tempo real, usualmente implementados com filtros digitais. Isso pode resultar em altos custos devido o aumento no n?mero de sensores na estrutura do filtro. Al?m disso, esses esquemas de detec??o introduzem atrasos que podem deteriorar o desempenho da compensa??o de harm?nicos. Diferentemente dos esquemas de controle convencionais, este trabalho prop?e uma nova estrat?gia de controle que regula indiretamente as correntes de fase da rede el?trica. As correntes de refer?ncia do sistema s?o geradas pelo controle de tens?o do barramento CC e s?o baseadas no balan?o de pot?ncia ativa do sistema SAPF. As correntes de refer?ncia s?o alinhadas com o ?ngulo de fase do vetor tens?o da rede, que ? obtido usando um PLL (Phase Locked Loop). O controle de corrente ? implementado por uma estrat?gia de controle adaptativo por aloca??o de p?los, integrada com um esquema de controle com estrutura vari?vel (VS-APPC: Variable Structure - Adaptive Pole Placement Control). No VS-APPC, o princ?pio do modelo interno (IMP - Internal Model Principle) de refer?ncia ? usado para eliminar o erro em regime permanente das correntes de fase do sistema. Isso for?a as correntes de fase do sistema a serem senoidais e com baixo teor de harm?nicos. Al?m disso, os controladores de corrente s?o implementados no referencial estacion?rio para evitar transforma??es nas coordenadas de refer?ncia do vetor tens?o da rede. Esta estrat?gia de controle de corrente melhora a performance do SAPF com uma resposta transit?ria r?pida e robusto a incertezas param?tricas. Resultados experimentais s?o apresentados para demonstrar a efic?cia do sistema de controle proposto para o SAPF

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:11:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerreiro_JoelFilipe_M.pdf: 10178060 bytes, checksum: 342fb378bb2d1fd88084a0360e541d24 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Filtros Ativos de Potência Aeronáuticos (FAPA) são geralmente utilizados para melhoria da Qualidade da Energia em Sistemas Elétricos de Potência Aeronáuticos (SEPA). Os FAPA compensam os harmônicos de corrente, aumentam o fator de potência e minimizam os efeitos de cargas desbalanceadas. Este trabalho apresenta o desenvolvimento, simulação e implementação de um FAPA pra um SEPA avançado de velocidade e frequência variável. O SEPA é muito diferente dos sistemas elétricos residenciais e industriais, nesses sistemas a frequência pode variar de 360 Hz a 800 Hz, além do mais a carga se reconfigura repetidamente. Deste modo, uma estratégia avançada de filtragem ativa é necessária para SEPAs, O FAPA proposto neste trabalho é composto por um inversor multinível do tipo cascata assimétrica, o algoritmo de controle é implementado utilizando a teoria da potência conservativa e a sincronia do FAPA com o SIPA é realizada por meio de um algoritmo PLL com filtro de Kalman. Um protótipo trifásico é implementado para validar ambos o FAPA e as simulações / Abstract: Aircraft Active Power Filters (AAPFs) are most commonly used to improve energy quality in Aircraft Electrical Power Systems (AEPS by means of mitigating current harmonics, improving the source power factor and minimizing the effects of unbalanced loads. This work presents the design, simulation and implementation of a Multilevel AAPF for a Variable Speed Variable Frequency (VSVF) advanced aircraft electric power system. The AEPS is very different than the residential and industrial power systems, in these systems, the frequency may vary between 360 Hz and 800 Hz, and the load dynamics is often modified. For aircraft purposes an enhanced filtering technique is required. The proposed AAPF topology is composed by an Asymmetrical Multilevel Inverter (AMI), controlled by the Conservative Power Theory (CPT) and synchronized by a Kalman Filter Phase-Locked Loop (KF-PLL). A three phase AAPF prototype was implemented in order to investigate the proper system operation and accurateness to the simulations / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

O presente trabalho pretende aplicar o método de cálculo de componentes simétricas por produtos escalares de vetores espaciais para o cálculo dos sinais de referência de compensadores de perturbação. Outras metodologias de cálculo de corrente de referência são apresentadas, analisadas e comparadas com o método implementado. Uma revisão de vetores espaciais nos sistemas abc e 0 é feita para auxílio da explicação do método de extração de componentes simétricas. O método é inicialmente apresentado de forma generalista, de modo que é realizado o cálculo de componentes de sequência positiva, negativa e zero para um harmônico de ordem h. A autora apresenta algoritmos de exemplos práticos para uso em cálculo de corrente de referência incluindo as compensações de reativos da corrente fundamental, de harmônicos pré-selecionados e de desequilíbrios de carga. O método é analisado e validado por meio de simulações e resultados experimentais. / This work applies, for a disturbance compensator, a method for the calculation of the symmetrical components based on space vectors\' dot product. Other methods are presented, analyzed and compared with the proposed method. The symmetrical components calculation method is explained using a geometrical approach in abc and 0 basis. Initially, it is presented a general method that calculates the hth order positive, negative and zero sequence components of a current or voltage signal. Then, practical examples are presented for current compensation, which includes: fundamental reactive current compensation, fundamental negative sequence compensation and pre-selected order harmonics compensation. The method is analyzed and validated by simulation and experimental results.

This research work is devoted to the design, development and implementation of a Current Source Converter (CSC) based Active Power Filter (APF) for Medium Voltage (MV) applications. A new approach has been proposed to the design of the CSC based APF for reducing the converter kVA rating considerably. This design approach is called the Selective Harmonic Amplification Method (SHAM), and is based on the amplification of some selected harmoniccurrent components of the CSC by the input filter, and the CSC control system, which is specifically designed for this purpose. The proposed SHAM has been implemented on the first industrial CSC based APF for the elimination of 11th and 13th current harmonics of 12-pulse rectifiers fed from Medium Voltage (MV) underground cables in order to comply with IEEE Std. 519-1992. 450 kVA rated APF with only 205 kVA CSC rating has been connected to the MV bus via a coupling transformer of 600kVA, 34.5/1.1 kV. The power stage of the CSC based APF is composed of water-cooled high voltage IGBT and diode modules. Reference currents to be generated by the CSC are obtained by the use of a selective harmonic extraction method, by mploying synchronously rotating reference frames for each selected harmonic component. An Active damping method is also used to suppress the oscillations around the natural frequency of the input filter, excluding the harmonic components to be eliminated by APF. Simulation and field test results have shown that SHAM can successfully be applied to a CSC based APF for reduction of converter kVA rating, thus making it a cost- competitive alternative to voltage source converter based APFs traditionally used in industry applications.