Orientador: Dr. José L. Azcue Puma / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / Este trabalho apresenta o estudo, modelagem e projeto de um sistema de conversão de energia para a conexão de um módulo fotovoltaico com a rede elétrica. Nesta pesquisa são abordados três conversores para adequar a energia gerada por um painel fotovoltaico e conectá-la à rede elétrica. O primeiro conversor é um Boost intercalado de dois níveis encarregado de implementar o MPPT (Maximum Power Point Tracking), o segundo conversor é um Ressonante LLC que realiza o isolamento galvânico e o terceiro conversor é um inversor em ponte completa que mantém a tensão de barramento em um valor determinado e realiza a conversão de corrente contínua para corrente alternada. Os três conversores são projetados, calculando os elementos passivos que os compõem e simulando os circuitos obtidos. Também, é realizada a modelagem dos conversores e o projeto dos controladores utilizando a análise de pequenos sinais. Os resultados de simulação são apresentados utilizando os softwares PSIM e MATLAB. Na parte experimental são verificados os dois primeiros conversores usando o kit High Voltage Isolated Solar MPPT fabricado pela Texas Instruments. / This work presents the study, modeling and design of a photovoltaic conversion system for the connection of a photovoltaic module with the grid. In this research three converters are approached to adequate the generated energy for a photovoltaic panel and to transfer the energy to the grid. The first converter is an interleaved two-level boost responsible for implementing the MPPT (Maximum Power Point Tracking) the second converter is a Resonant LLC that performs galvanic isolation and the third converter is a complete bridge inverter that keeps the bus voltage at a certain value and performs the conversion of continuos current to alternating current. The three converters are designed, calculating the passive elements that compose them and simulating the obtained circuits. Also, the modeling of the inverters and the design of the controllers are performed using small signal analysis. Simulation results are presented using the PSIM and MATLAB software. In the experimental part the first two inverters are verified using the High Voltage Isolated Solar MPPT kit manufactured by Texas Instruments.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Brito Bezerra.pdf: 3848907 bytes, checksum: 09c5f40ad1ac5ce43a253e0335d491da (MD5) Previous issue date: 2012-04-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Programmable integrated circuits enable its adjustment after fabrication to fit more than one application within a certain set of applications. A programmable measurement system can be applied to the measurement of different quantities involving a set of sensors with different signal characteristics and employing a single analog-to-digital converter (ADC). The output signal range for each sensor should be adjusted to be as close to the input range of the ADC as possible, to ensure maximum measurement quality. One solution to implement the adjustment on the signal range is the use of a measurement system with programmable conditioning circuit. In this work, it is proposed to design an ADC integrated circuit whose input range is adjusted to the signal level at the output of the sensor in order to avoid amplification stages in a signal conditioning circuit. For this adjustment, the input of the converter should be programmable, making it more compatible with various sensors with different characteristics. The developed ADC also allows the configuration of the converter resolution, enabling the designer to exploit trade-offs between resolution and conversion speed for a given application. The ADC is a switched capacitor integrating converter and it was designed for the AMS 0.35 μm CMOS process. / Circuitos integrados programáveis possibilitam o seu ajuste após a fabricação, para se adequarem a mais de uma aplicação dentro de um conjunto determinado de aplicações. Um sistema de medição programável pode ser aplicado em medições que envolvam um conjunto de sensores com características diferentes de sinais e um conversor analógico-digital. A faixa de sinal em cada sensor deve ser ajustada o mais próximo da faixa de entrada do conversor analógico-digital, para garantir a medição com a faixa completa do sinal. Uma solução para realizar o ajuste da faixa do sinal é o uso de um sistema de medição com circuito de condicionamento programável. Neste trabalho de dissertação, propõe-se o projeto de um conversor analógico-digital em circuito integrado em que a faixa de entrada pode ser ajustada ao nível de sinal na saída do sensor, com a finalidade de evitar estágios de amplificação do sinal em um circuito de condicionamento. Para tal ajuste, a entrada do conversor deverá ser programável, o que o torna mais compatível com diversos sensores com características diferentes. O circuito proposto também possibilita a definição da resolução do conversor o que permite a escolha de compromisso entre resolução e velocidade de conversão, dependendo da aplicação. O conversor A/D é do tipo integrador a capacitores chaveados e foi projetado, em nível de transistor e leiaute, para o processo AMS 0,35 m CMOS.

Este trabalho tem como principal objetivo apresentar uma investigação e uma metodologia de projeto, até o presente momento inédita, de uma topologia de um conversor ca-cc trifásico de comutação forçada. Através da análise desenvolvida neste trabalho, determina-se um modelo matemático do conversor ca-cc para os quatro modos que determinam o processo da comutação nesse circuito. Esse modelo resulta em sistemas de equações fundamentais na forma de equações diferenciais, que são resolvidos com a finalidade de determinar o comportamento do circuito do conversor durante o processo de comutação e de obter uma metodologia de projeto. Com o objetivo de validar a investigação e o método de projeto foi implementada simulação computacional, no programa Simmon, dos intervalos de comutação do conversor ca-cc de comutação forçada. Essa estrutura, que durante a sua operação emprega tanto a comutação forçada como a natural, quando comparada com os conversores de comutação natural apresenta várias vantagens, como um alto fator de potência e a eliminação dos harmônicos de baixa ordem na linha ca (utilização da comutação forçada com a técnica de modulação por largura de pulso PWM), como mostra vátios trabalhos publicados, que estão desctitos na parte de referências bibliográficas deste texto. / The main objective of this work is to present an investigation and a design method, which up to now is not available in the literature, of a three-phase force commutated ac-dc convetier. From the analysis developed in this work one obtains the mathematical model of the ac-dc converter for its four modes of commutation, which determine the commutation process in the converter circuit. The fundamental equations, which have been written in the form of differential equations, are solved to determine the behaviour of the converter circuit during commutation, and also to obtain a design method. To validate the analysis and the design procedure, computer simulation of the commutation intervals of the ac-dc converter was implemented using the program Simnon. The three-phase ac-dc converter, which uses both forced and line commutation, when compared with the conventional line commutated converter, presents several advantages as a high power factor and the elimination of lower harmonics of the ac line (utilization of the forced commutation and the pulse width modulation strategy), as it is shown in several published works, which can be found in the references of this work.

O uso crescente de fontes alternativas de energia exige conversores de energia capazes de aumentar sua tensão nos terminais e conectá-los ao sistema de distribuição. Neste contexto, o conversor step-up clássico (conversor de potência CC/CC) e o inversor de fonte de tensão (VSI) são as soluções mais aplicadas para processar o fluxo de energia da fonte para a rede. No entanto, apresentam um baixo rendimento devido ao duplo estágio de conversão, isto é, a energia flui também através dos conversores de energia CC/CC e CC/CA. Para evitar esse tipo de desvantagem, no início da última década, o Z-Source-Inverter (ZSI) foi introduzido. Nesta nova solução, o conversor de energia CC/CC responsável por elevar a tensão nos terminais do conversor foi removido e uma rede de impedância LCLC foi adicionada com duas tarefas, ou seja, aumentar a tensão do terminal e melhorar a eficiência do ZSI. Infelizmente, os trabalhos da literatura não apresentaram um modelo matemático generalizado para apoiar os projetistas de conversores de potência na análise de estabilidade, projeto de controladores ou avaliar o ganho de tensão do conversor. Neste sentido, esta dissertação propõe o desenvolvimento de um modelo matemático completo e a análise de estabilidade da planta. Para suportar todo o desenvolvimento teórico, foi realizado um conjunto de análises no domínio do tempo e da frequência. Por fim, verificou-se o controle da tensão do elo CC para suportar todas as afirmações apresentadas neste trabalho (controle da tensão no capacitor da rede Z). / The growing use of alternative energy sources require power converters able to boost their terminal voltage and connect them to the distribution system. In this context, the classical step-up converter (DC/DC power converter) and the voltage source inverter (VSI) are the most applied solutions to process the power flow from the source to the grid. However, they present a low efficient because of the double stage of conversion, i.e. the power flows through the DC/DC and DC/AC power converters as well. To avoid this type of drawback, in the beginning of the last decade the impedance source inverter (ZSI) was introduce. In this new solution, the DC/DC power converter responsible for boosting the voltage at the DC-source terminals was removed and a Z (LCLC-network) was added with two tasks, i.e. boost the DC-source terminal voltage and improve the ZSI efficiency. Unfortunately, the papers in the literature did not present a generalized mathematical model to support designers of power converters in the analysis of stability, design of controllers or evaluate the voltage gain of the converter. In this sense, this thesis proposes the development of a complete mathematical model and the stability analysis of the plant. To support all the theoretical development a set of analysis in the time and frequency-domain was performed. Finally, the control of DC-link voltage was verified to support all the statements presented in this thesis (control on the Z-network voltage capacitance).

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-06-17T12:02:56Z No. of bitstreams: 1 470517 - Texto Completo.pdf: 3643142 bytes, checksum: 1f5335f433b80cbcbe58f559422c4f72 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-17T12:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 470517 - Texto Completo.pdf: 3643142 bytes, checksum: 1f5335f433b80cbcbe58f559422c4f72 (MD5) Previous issue date: 2015-01-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / This work presents the simultaneous conduction mode (SCM), which is applied to the operation of the Zeta converter. This mode has the ability to implement an ideal power factor corrector (PFC) employing only one feedback control loop. In SCM, the current in the main switch and in the diode flows simultaneously within one of the operation stages. In SCM, the power converter presents characteristics of both conduction modes: continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM). In SCM, the currents in the inductors of the power converter are never nullified, which is a typical behavior of the CCM. Nevertheless, the SCM does that while obtaining an ideal PFC with just one control loop. The SCM maintains its features, regardless of its control variable being the output current or the output voltage of the power converter. The solely application of a fixed duty cycle controller is enough to attain all these advantages, which is usually a feature of the DCM for PFCs of the flyback family. In order to validate the proposed technique, a complete study of the Zeta converter working in this new operation mode was performed.This study has included a qualitative and a quantitative power converter analysis. These analyses resulted in the development of a design methodology for the Zeta power converter working as a PFC in the SCM. In order to validate the present study, a prototype of the Zeta PFC for operation in the SCM was designed and built. This prototype was developed, as a case of study, to drive a power LED lamp (180?W). Thus, it was obtained the desired experimental confirmation for the research. The main advantage of the SCM, in comparison to the CCM, lies in its ability to maintain the input current of the PFC sinusoidal and in phase with the input voltage, which is imposed by the mains through the use of just a single PWM controller with fixed duty cycle. These results have, also, shown that the current peaks in the main semiconductors of the power converter are lower than their respective values in the DCM. However, this new operation mode results in the increase of the voltages on the main switch and diode in relation to the conventional power converter operation. The research of the application of the proposed method to other power converters is suggested to further works. / Este trabalho prop?e a opera??o do conversor Zeta no modo de condu??o simult?nea (MCS), cujo interesse reside na capacidade de implementa??o de um pr?-regulador do fator de pot?ncia (PFP) ideal empregando apenas um la?o de realimenta??o. Quando o conversor trabalha no MCS, a chave principal e o diodo conduzem simultaneamente em um de seus est?gios de opera??o. Neste modo de condu??o, o conversor est?tico apresenta caracter?sticas de ambos os modos de condu??o conhecidos at? agora: o modo de condu??o cont?nua (MCC) e o modo de condu??o descont?nua (MCD). A opera??o no MCS resulta em um conversor est?tico operando como se estivesse no MCC, uma vez que a corrente nos indutores nunca se anula. Embora mantenha o conversor est?tico trabalhando com esta caracter?stica do MCC, o MCS permite a obten??o de um comportamento quase ideal do PFP, utilizando apenas um ?nico controlador, seja ele de corrente ou de tens?o, o qual mant?m a raz?o c?clica do conversor constante, assim como usualmente ocorre com os PFPs da fam?lia redutor-elevador quando operam no MCD.Visando validar esta t?cnica, foi realizado um estudo do conversor operando desta forma que incluiu o desenvolvimento das an?lises qualitativa e quantitativa do conversor, as quais culminaram na elabora??o de uma metodologia de projeto. Assim, realizou-se o projeto de um PFP, baseado no conversor Zeta, para energizar uma lumin?ria LED de 180 W, operando no MCS, como estudo de caso. A lumin?ria utilizada ? o modelo High Power LED Baylight da empresa Luckysunny?. Os resultados obtidos experimentalmente validaram a estrat?gia proposta, uma vez que, com a opera??o do conversor Zeta no MCS reduz-se a ondula??o (ripple) da corrente nos semicondutores em rela??o ? opera??o no MCD. A principal vantagem da opera??o no MCS reside no fato deste manter a corrente de entrada do PFP senoidal em fase com a tens?o imposta pela rede el?trica com apenas uma malha de controle da vari?vel de sa?da de interesse seja ela tens?o ou corrente como no estudo de caso em quest?o. Isto reduz o custo e a complexidade do controlador do conversor. Entretanto, esta estrat?gia apresenta sobretens?o na chave principal e no diodo como principal desvantagem. Sugere-se a investiga??o da aplica??o da metodologia de projeto proposta a outros conversores.

O uso crescente de fontes alternativas de energia exige conversores de energia capazes de aumentar sua tensão nos terminais e conectá-los ao sistema de distribuição. Neste contexto, o conversor step-up clássico (conversor de potência CC/CC) e o inversor de fonte de tensão (VSI) são as soluções mais aplicadas para processar o fluxo de energia da fonte para a rede. No entanto, apresentam um baixo rendimento devido ao duplo estágio de conversão, isto é, a energia flui também através dos conversores de energia CC/CC e CC/CA. Para evitar esse tipo de desvantagem, no início da última década, o Z-Source-Inverter (ZSI) foi introduzido. Nesta nova solução, o conversor de energia CC/CC responsável por elevar a tensão nos terminais do conversor foi removido e uma rede de impedância LCLC foi adicionada com duas tarefas, ou seja, aumentar a tensão do terminal e melhorar a eficiência do ZSI. Infelizmente, os trabalhos da literatura não apresentaram um modelo matemático generalizado para apoiar os projetistas de conversores de potência na análise de estabilidade, projeto de controladores ou avaliar o ganho de tensão do conversor. Neste sentido, esta dissertação propõe o desenvolvimento de um modelo matemático completo e a análise de estabilidade da planta. Para suportar todo o desenvolvimento teórico, foi realizado um conjunto de análises no domínio do tempo e da frequência. Por fim, verificou-se o controle da tensão do elo CC para suportar todas as afirmações apresentadas neste trabalho (controle da tensão no capacitor da rede Z). / The growing use of alternative energy sources require power converters able to boost their terminal voltage and connect them to the distribution system. In this context, the classical step-up converter (DC/DC power converter) and the voltage source inverter (VSI) are the most applied solutions to process the power flow from the source to the grid. However, they present a low efficient because of the double stage of conversion, i.e. the power flows through the DC/DC and DC/AC power converters as well. To avoid this type of drawback, in the beginning of the last decade the impedance source inverter (ZSI) was introduce. In this new solution, the DC/DC power converter responsible for boosting the voltage at the DC-source terminals was removed and a Z (LCLC-network) was added with two tasks, i.e. boost the DC-source terminal voltage and improve the ZSI efficiency. Unfortunately, the papers in the literature did not present a generalized mathematical model to support designers of power converters in the analysis of stability, design of controllers or evaluate the voltage gain of the converter. In this sense, this thesis proposes the development of a complete mathematical model and the stability analysis of the plant. To support all the theoretical development a set of analysis in the time and frequency-domain was performed. Finally, the control of DC-link voltage was verified to support all the statements presented in this thesis (control on the Z-network voltage capacitance).

Este trabalho avalia por meio de um IEV - Inventário de Emissão Veicular, a contribuição dos veículos automotores na poluição do ar, nos municípios de Sorocaba e Votorantim, dando ênfase às suas características de frota e posição geográfica, seus impactos, quantificação e qualificação de emissão de poluentes, através de experimentos com a utilização de diesel metropolitano - B2 e biodiesel - B100 (soja), como combustível nos veículos equipados com motores de ignição por compressão (motor diesel), em substituição total ou parcial ao diesel existente no mercado nacional e a utilização de gasolina padrão da Petrobrás e de AEHC - ácool etílico hidratado combustível em veículos flex equipados com motores de ignição por centelha (motor ciclo Otto), sem os conversores catalíticos, buscando identificar as condições mais próximas da realidade da manutenção da frota. Para este trabalho, considera-se que os poluentes de interesse são o monóxido de carbono (\'C\'O\'), os hidrocarbonetos (\'H\'C\'), os óxidos de nitrogênio (\'N\'O IND.X\'), dióxido de carbono (\'C\'O IND.2\'), hidrocarbonetos sem metano (\'N\'M\'H\'C\'), aldeídos, formaldeídos e acetaldeídos. A análise dos dados obtidos nos experimentos, sem a utilização de conversor catalítico, utilizando gasolina padrão e AEHC - álcool etílico hidratado combustível, com relação aos limites L-4 do Proconve, demonstrou que os fatores de emissão (FE) obtidos, com gasolina padrão, resultaram em aumento em torno de 184% para \'C\'O\', 167% para \'H\'C\', 680% para \'N\'O IND.X\', 468% para \'N\'M\'H\'C\' e 23% para aldeídos, já para os FE obtidos com AEHC - álcool etílico hidratado combustível, resultaram em aumento em torno de 150% para \'C\'O\', 138% para \'H\'C\', 330% para \'N\'O IND.X\', 434% para \'N\'M\'H\'C\' e 405% para aldeídos. A simulação das emissões da frota real de modelos ciclo Otto e diesel em estudo sem a utilização de conversores catalíticos, ou seja, para 317.539 veículos, sendo 75.294 movidos à AEHC - álcool etílico hidratado combustível, 157.694 movidos à gasolina padrão, 16.042 movidos à biodiesel metropolitano B2, 64.730 tipo motocicletas movidas à gasolina, excluindo-se 3.779 veículos diversos entre reboques e semi-reboques, foi constatado que, as emissões totais seriam de 21.628,525 t/ano de \'C\'O\', 3.011,947 t/ano de \'H\'C\', 5.321,934 t/ano de \'N\'O IND.X\', 540.500,022 t/ano de \'C\'O IND.2\', 2.660,792 t/ano de \'N\'M\'H\'C\', 89,253 t/ano de formaldeídos, 138,565 t/ano de acetaldeídos e 227,818 t/ano de aldeídos. A simulação das emissões da frota real de modelos ciclo Otto e diesel em estudo sem a utilização de conversores catalíticos, ou seja, para 317.539 veículos, sendo 75.294 movidos à AEHC - álcool etílico hidratado combustível, 157.694 movidos à gasolina padrão, 16.042 movidos à biodiesel B100, 64.730 tipo motocicletas movidas à gasolina, excluindo-se 3.779 veículos diversos entre reboques e semi-reboques, foi constatado que, as emissões totais seriam de 21.628,425 t/ano de \'C\'O\', 3.011,947 t/ano de \'H\'C\', 5.302,977 t/ano de \'N\'O IND.X\', 540.875,538 t/ano de \'C\'O IND.2\', 2.660,792 t/ano de \'N\'M\'H\'C\', 91,039 t/ano de formaldeídos, 138,828 t/ano de acetaldeídos e 229,868 t/ano de aldeídos. Os resultados obtidos durante os experimentos, demonstram que uma manutenção inadequada, torna ineficaz qualquer ganho ambiental obtido, tendo em vista a crescente ampliação da frota existente, baseada em políticas públicas equivocadas, as quais, continuam a incentivar a aquisição de veículos particulares em detrimento do sistema de transporte público, o qual continua ineficiente, além de caro para os padrões econômicos da população. / This study evaluates by means of a IEV - inventory of vehicle emission to propagate, the contribution of motor vehicles in air pollution in the cities of Sorocaba and Votorantim, of the emphasis to the characteristics of the fleet and the geographic position of these cities, to the impacts of these characteristics, the quantification and qualification of the emission of pollutants, through experiments with the use of diesel metropolitano - B2 and biodiesel - B100, as combustible in vehicles equipped with engines of ignition for compression (motor diesel), in total or partial substitution to existing diesel in national market, and gasoline standard of Petrobras and AEHC - combustible hidrated ethyl alcohol and its mixtures in equipped vehicles flex with engines of ignition for flash (cycle Otto motor), without the catalytic converters; searching to identify the conditions next to the reality of the maintenance of the fleet. For this work, it is considered that the interest pollutants are the carbono monoxide (\'C\'O\'), hidrocarbons (\'H\'C\'), the nitrogen oxides (\'N\'O IND.X\'), carbono dioxide (\'C\'O IND.2\'), non-methane hydrocarbons (\'N\'M\'H\'C\'), aldehydes, formaldehydes and acetaldehydes. The analysis of the data gotten in the experiments, without the use of catalytic converter, using gasoline standard and AEHC - hydrated ethilic alcohol, with regard to the L-4 limits of the Proconve, demonstrated that the factors of emission (FE) gotten, with gasoline standard, had resulted in increase around 184% for \'C\'O\', 167% for \'H\'C\', 680% for \'N\'O IND.X\', 468% for \'N\'M\'H\'C\' and 23% for aldehydes, already for the FE gotten with AEHC, had resulted in increase around 150% for \'C\'O\', 138% for \'H\'C\', 330% for \'N\'O IND.X\', 434% for \'N\'M\'H\'C\' and 405% for aldehydes. The simulation of the emissions of the real fleet of models cycle Otto and diesel in study without the use of catalytic converters, that is, for 317.539 vehicles, being 75.924 moved to the AEHC, 157.694 moved by gasoline, 16.042 moved by the metropolitan biodiesel B2, 64.730 type motorcycles moved by the gasoline, abstaining itself 3.779 diverse vehicles between tows and semitrailers, was evidenced that, the total emissions would be of 21.628,525 tons per year (tpy) of \'C\'O\', 3.011,947 tpy of \'H\'C\', 5.231,934 tpy of \'N\'O IND.X\', 540.500,022 tpy of \'C\'O IND.2\', 2.660,792 tpy of \'N\'M\'H\'C\', 89,253 tpy of formaldehyde, 138,565 tpy for acetaldehyde and 227,818 tpy for aldehyde. The simulation of the emissions of the real fleet of models cycle Otto and diesel in study without the use of catalytic converters, that is, for 317.539 vehicles, being 75.294 moved by the AEHC, 157.694 moved by gasoline, 16.042 moved by the biodiesel B100 from syo bean oil, 64.730 type motorcycles moved by the gasoline, abstaining itself 3.779 diverse vehicles between tows and semitrailers, was evidenced that, the total emissions would be of 21.628,425 tpy of \'C\'O\', 3.011,947 tpy of \'H\'C\', 5.302,977 tpy of \'N\'O IND.X\', 540.875,538 tpy of \'C\'O IND.2\', 2.660,792 tpy of \'N\'M\'H\'C\', 91,039 tpy of formaldehyde, 138,828 tpy for acetaldeíhyde and 229,868 tpy for aldehydes. The results obtained during the experiments show that inadequate maintenance, makes ineffective any environmental gains achieved, with a view to increasing expansion of the existing fleet, based on misguided public policies, which continue to encourage the purchase of cars at the expense of public transport system, which remains inefficient, and expensive for the economic standards of the population.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2570_1.pdf: 3284398 bytes, checksum: 3c6401d7832b0d8bdce327909ca35c12 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Devido aos avanços tecnológicos, a sociedade vem consumindo mais energia, fazendo com que os governantes tomem atitudes mais ativas no aumento do seu fornecimento. Mundialmente, o carvão mineral é o combustível mais consumido para a geração de energia. Porém, acordos entre alguns países estão fazendo com que essa energia tenha seu consumo reduzido devido ao prejuízo e ao meio ambiente. Com isso as fontes renováveis de energia vêm ganhando mais espaço na matriz energética. A fonte de energia mais consumida no Brasil é a hidráulica e a participação da energia solar ainda é bastante reduzida e limitada principalmente a eletrificação rural, onde não é viável a construção de linhas de transmissão para a baixa potência instalada. A energia solar fotovoltaica, devido ao seu avanço tecnológico, associado principalmente ao aumento do rendimento dos painéis fotovoltaicos, vem conquistando um grande espaço nessa nova matriz, fazendo com que alguns problemas de conexão à rede elétrica sejam resolvidos. O trabalho proposto visa eliminar as correntes de dispersão dos painéis fotovoltaicos, que aparecem se não houver isolação galvânica entre o sistema fotovoltaico e a rede elétrica. O controle é feito aplicando técnicas adequadas de modulação por largura de pulso, que são discutidas, simuladas e verificadas experimentalmente. A conversão da energia solar fotovoltaica é feita com um inversor multinível, garantindo que a tensão produzida nos painéis fotovoltaicos trabalhe próxima ao ponto ótimo de operação, extraindo grande parte da máxima potência possível dos painéis de acordo com as condições ambientais associadas

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5326_1.pdf: 6226336 bytes, checksum: b032c403949159cb4854d1cf615dceff (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Processadores de potência são dispositivos capazes de converter um conjunto de tensões, com amplitude e freqüência fixas, em outro, com amplitude e freqüência controláveis. O objetivo principal é controlar tais processadores para que funcionem como fontes de alimentação ajustáveis para as cargas. Uma classe de processadores é a dos conversores diretos de potência. Estes possuem vantagens significativas comparados aos conversores indiretos tradicionais, como bidirecionalidade da potência, tensões na saída e correntes na entrada senoidais, controle do fator de deslocamento na entrada e circuito compacto. Entre as topologias de conversores diretos de potência, a topologia do conversor matricial é a mais conhecida na literatura. Muitas técnicas para o controle das chaves dos conversores matriciais foram propostas, mas não há uma estratégia simples que possa generalizar todas essas técnicas de controle. Portanto, os objetivos dessa dissertação são: realizar um estudo sobre a evolução dos conversores matriciais, apresentar o modelo matemático completo de um conversor matricial trifásico, propor uma estratégia de modulação escalar generalizada e comparar, através de simulações, três técnicas de controle conhecidas na literatura com as três técnicas propostas a partir do estudo da estratégia de modulação generalizada

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho aborda os efeitos de afundamentos de tensÃo em Acionamentos de Velocidade VariÃvel â AVVs para mÃquinas de corrente alternada, conversores estÃticos de dois estÃgios (retificador-inversor) amplamente utilizados no controle de velocidade e traÃÃo. O estudo tem como objetivo analisar o comportamento dos AVVs diante de afundamentos de tensÃo simÃtricos e assimÃtricos e tÃcnicas de aumento de suportabilidade para estes equipamentos, destacando-se o uso de conversores boost. SÃo apresentados resultados de simulaÃÃes computacionais e de ensaios laboratoriais de um conversor boost desenvolvido para aumentar a tolerÃncia de AVV a afundamentos de tensÃo. Nos ensaios de laboratÃrio foram levantadas as curvas de tolerÃncia do AVV para afundamentos de tensÃo dos tipos A, B e E e comparadas aos limites estabelecidos pela curva SEMI F47 0706 do instituto EPRI. O AVV mostrou-se sensÃvel aos afundamentos tipo A e E com imunidade de tensÃo remanescente de atà 0,7pu na barra CC do AVV. Foram ainda feitos ensaios experimentais com o conversor boost conectado ao AVV sob condiÃÃes de afundamentos de tensÃo severos dos tipos A e E. A anÃlise do conjunto AVV-MIT sob os demais tipos de afundamentos de tensÃo (B, C, D, F e G) foi feita por simulaÃÃo computacional usando um modelo previamente validado pela comparaÃÃo com os resultados experimentais. Os afundamentos dos tipos A, E, F e G, que podem provocar o desligamento do AVV, foram tambÃm analisados por simulaÃÃes computacionais com a conexÃo do conversor boost ao barramento CC do AVV. Para a avaliaÃÃo do comportamento do AVV com e sem o conversor boost foram obtidas as curvas de tensÃo do barramento CC, tensÃo de saÃda do AVV, tensÃo de entrada do conversor boost, e de correntes de entrada do AVV, do conversor boost e de saÃda da fonte. Conforme os resultados de simulaÃÃes e experimentais o conversor boost pode mitigar afundamentos do tipo A para atà 0,5pu e todos os outros tipos de afundamentos atà nÃveis de interrupÃÃo, isto Ã, 0pu. Comparados os resultados com as simulaÃÃes de outras soluÃÃes abordadas no trabalho, o conversor boost se mostrou como a melhor alternativa do ponto de vista tÃcnico. / This work investigates the effects of voltage sags on Adjustable Speed Drives â ASDs of AC machines, static converters of two stages (rectifier-inverter) widely used on speed and torque control. The goal is to analyse the behavior of the ASDs under symmetrical and asymmetrical voltage sags and the approaches to improve the ASD low voltage ride-through capability with emphasis to the boost converter technique. Computational simulations and experimental results of a boost converter designed to operate when the ASD is under voltage sags are presented. The tolerance curves of the ASD were obtained in laboratory for voltage sags types A, B and E and compared to the SEMI F47 0706 curve of the EPRI institute. The ASD was shown sensitive for voltage sags types A and E with immunity for remaining voltages up to 0.7pu on the DC link. Experimental tests were performed to evaluate the response of the boost converter operation when the ASD is under severe voltage sag conditions of types A and E. The set ASD-induction motor was modelled for the simulation tests and the model validation was performed by comparison with experimental results. The analysis of the ASD and the three-phase induction motor under voltage sags B, C, D, F e G were carried out by computational simulations. The voltage sag types A, E, F and G which can turn off the ASD were also analyzed by computational simulation with the boost converter connected to ASD DC bus. The curves of DC link voltage, the ASD output voltage, the boost input voltage and the input currents of the ASD, the boost converter and the source were plotted for evaluation of the ASD behavior with and without the boost converter. The simulation and experimental results have shown that the boost converter can mitigate voltage sags type A up to 0.5pu and all other types of voltage sags up to 0pu. The boost converter has proved a suitable solution to improve the ASD voltage sag ride through capability.