Harmônicos e desequilíbrios podem causar uma série de problemas a equipamentos conectados a rede elétrica. Este trabalho propõe um método de extração em tempo real das componentes de seqüência positiva, negativa e/ou harmônicos que não requer transformações de coordenadas ou filtragem de sinais. O método proposto é verificado via simulação numérica e implementado experimentalmente em um DSP. Como exemplos de aplicação apresentam-se: a simulação de um Filtro Ativo de Potência utilizando-se um conversor do tipo fonte de tensão operando em PWM e um Relé de Seqüência Negativa. / Harmonics and unbalances cause several problems to equipments connected to AC mains. This work proposes a real time method to obtain the positive and negative sequence components and/or harmonics that requires no coordinate transformation neither signal filtering. Numerical simulation and experimental results are shown to validate the proposed method. As examples of application an Active Power Filter using a voltage source converter operating with PWM and an Negative Sequence Power Relay are presented.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AFONSO VENTURIM.pdf: 522408 bytes, checksum: 3422f55670514084dc62c38a1d98c3cc (MD5) Previous issue date: 2007-03-29 / This work presents a 0-30 V / 0-5 A microcontroller-based switched-mode power supply, providing up to 150 W output. The proposed power supply has two stages. The input stage is a boost converter as a power factor pre-regulator, that provides universal input (127-220 V, 50/60 Hz) with power factor correction. The output stage is a two transistor forward converter, that allows voltage and current adjust. A single microcontroller is in charge of controlling the two converters, being responsible for keeping the dc bus voltage fixed (boost converter output) and adjusting the output voltage and current (forward converter output). The control loops were implemented using proportional-integral controllers. The converters are driven by pulse width modulation peripherals of the microcontroller, working at a constant frequency of 50 kHz. Furthermore, the microcontroller does the user interface task through potentiometers to select output voltage and current, and a liquid crystal display to show their values. / Este trabalho apresenta uma fonte de alimentação chaveada microcontrolada, com saída regulável de 0 a 30 V e limitação de corrente ajustável de 0 a 5 A, resultando em uma potência máxima de saída de 150 W. A fonte é composta por dois estágios de potência. O estágio de entrada é formado por um conversor boost operando como pré-regulador de fator de potência com condução descontínua de corrente, para entrada universal (127-220 V, 50/60 Hz), o que resulta em elevado fator de potência. O estágio de saída é formado por um conversor forward a dois transistores, o qual permite o ajuste tanto da tensão como da corrente de saída. As tarefas de controle dos dois conversores ficaram a cargo de um único microcontrolador, o qual é o responsável por manter fixo o valor da tensão do barramento de tensão contínua (saída do conversor boost), bem como pelo ajuste e a regulação da tensão e da corrente de saída (saída do conversor forward). As malhas de controle foram implementadas utilizando controladores proporcional-integral digitais. O acionamento dos conversores é feito através de periféricos de modulação por largura de pulso presentes no microcontrolador, operando com freqüência constante de 50 kHz. Além disso, o microcontrolador realiza a tarefa de interface com o usuário, para a qual utilizam-se potenciômetros para seleção da tensão e corrente de saída, e um mostrador de cristal líquido que apresenta os valores dessas grandezas.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6858_1.pdf: 6691710 bytes, checksum: f00645af07bcace9e7fe9ab89b57813c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / O presente trabalho tem por objetivo principal apresentar uma análise do desempenho das principais técnicas de controle de conversores trifásicos, tipo fonte de tensão, conectados a redes elétricas durante transitórios em sistemas elétricos. Portanto, em todas as simulações realizadas neste trabalho o conversor foi conectado ao sub-sistema Leste da CHESF, representado no ATP por dezesseis barras interligadas através de linhas de transmissão modeladas a parâmetros distribuídos, transformadores de potência com suas curvas de magnetização implementadas, além de compensadores síncronos. Tudo isso visa reproduzir com maior fidelidade fenômenos transitórios comuns à rotina diária dos sistemas elétricos de potência. Todas as técnicas foram modeladas em linguagem MODELS, a fim de serem integradas ao ATP durante a simulação, e duas delas, baseadas em controle por modos deslizantes, são propostas com o objetivo de garantir robustez a variações paramétricas, característica desejável, mas ainda não presente nas técnicas atuais

Esta tese apresenta uma estratégia de controle para gerenciar a potência entregue ou absorvida da rede, independente de características das cargas locais. Para atingir este objetivo é utilizado um inversor fonte de tensão (VSI) que funcionará semelhante a um sistema de geração distribuída (GD) ou como um filtro ativo. O VSI é controlado por meio de controladores clássicos em cascata, nos quais a malha interna é utilizado para estabilizar a corrente e a malha externa controla a tensão nos terminais de saída da GD. Para melhorar a resposta do VSI são colocados filtros ressonantes em paralelo ao controlador de tensão (P+RES). Além disso, as respostas dos filtros ressonantes são melhoradas através da utilização de um método adequado de discretização, no qual os coeficientes são alterados dinamicamente mediante a frequência de sincronismo produzido pelo algoritmo de sincronismo (PLL). O controle de potência apresenta duas estruturas de controle em malha fechada: uma para controlar a potência reativa através da rede pelo ajuste da amplitude da tensão da GD, e o outra para controlar a potência ativa, modificando o ângulo de defasagem entre as tensões da rede e as tensões GD. Por fim, um conjunto de simulações e resultados experimentais é apresentado para validar todas as propostas deste trabalho. / This thesis presents a control strategy to manage the power delivered to or absorbed from the grid, independently of the local load characteristics. To achieve this goal, a voltage source inverter (VSI) will work as a distributed generation system (DG) or according to active filter. The VSI will be controlled by means of a double cascade classical controller, in which the inner loop is used to stabilize the VSI output current and the outer loop controls the DG terminal voltage. To improve the response of the VSI, resonant filters are placed in parallel. Additionally, resonant filter dynamic responses are enhanced through the use of a proper discretization method, in which the coefficients are changed dynamically by means of the synchronism frequency produced by the phase-locked loop (PLL) algorithm. This study also exhibits two closed-loop structures: one to control the reactive power through the grid by adjusting the DG voltage amplitude, and the other to control the active power by modifying the angle of displacement between the grid and the DG voltages. Both power control structures operate adequately in decoupled operation mode, so that one has a faster dynamic response than the other. To verify all statements proposed in this thesis, a set of simulations and experimental results are presented.

Harmônicos e desequilíbrios podem causar uma série de problemas a equipamentos conectados a rede elétrica. Este trabalho propõe um método de extração em tempo real das componentes de seqüência positiva, negativa e/ou harmônicos que não requer transformações de coordenadas ou filtragem de sinais. O método proposto é verificado via simulação numérica e implementado experimentalmente em um DSP. Como exemplos de aplicação apresentam-se: a simulação de um Filtro Ativo de Potência utilizando-se um conversor do tipo fonte de tensão operando em PWM e um Relé de Seqüência Negativa. / Harmonics and unbalances cause several problems to equipments connected to AC mains. This work proposes a real time method to obtain the positive and negative sequence components and/or harmonics that requires no coordinate transformation neither signal filtering. Numerical simulation and experimental results are shown to validate the proposed method. As examples of application an Active Power Filter using a voltage source converter operating with PWM and an Negative Sequence Power Relay are presented.

Este trabalho visa o estudo das regiões de operação de conversores CC/CC isolados bidirecionais do tipo DAB (Dual Active Bridge). É feito um estudo do comportamento do circuito com a variação dos valores das reatâncias de acoplamento, avaliando-se aspectos como eficiência, fator de potência, reativos, entre outros. A seguir é proposta uma estrutura de controle que permite a operação com tensões nos barramentos DC diferentes das nominais, minimizando as correntes absorvidas. Além disso, propõe-se uma estratégia de controle para regular a potência transferida. O trabalho inclui modelagem teórica, implementação em simulação computacional e medidas em protótipo experimental. / This work investigates operation regions of Dual Active Bridge DC-DC isolated bidirectional converters, studying circuit behavior with the variation of the coupling reactance, evaluating parameters like efficiency, power factor, reactive flow etc. A control structure is proposed which allows operating with DC voltages different from nominal voltages, reducing the AC currents. Furthermore, a control strategy to regulate the power transferred is proposed. Methodology includes theoretical modeling, computer simulation and experimental prototype measurements.

O objetivo deste trabalho é realizar medições de distorção de tensão e corrente na entrada de subestações que alimentam sistemas ferroviários e verificar se estas atendem às normas IEEE - 519:1992 e IEC 61000-3-6:2008. Foram realizadas medições durante uma semana nas subestações retificadoras Tietê e Jaraguá, ambas da CPTM. Os resultados das medições foram comparados com simulações computacionais baseadas em um modelo simplificado do sistema de alimentação. / This study reports an experimental assessment of current and voltage distortion at the ac side of railway power supply installations and their compliance with the IEEE-519: 1992 and IEC 61000-3-6: 2008 standards. All experimental measurements were conducted using a commercially available power quality analyzer installed during a week at the CPTM rectifier substations of Tietê and Jaraguá. A simplified model was applied to computer simulations in order to calibrate the model through the comparison with experimental results.

Este trabalho tem como objetivo reunir, registrar, estudar e comparar as estratégias de controle utilizadas em inversores para fontes ininterruptas de energia, efetuado através de levantamento bibliográfico, englobando estratégias antigas (implementadas muitas vezes na forma analógica) e recentes (com implementação digital). É realizada comparação dos desempenhos, determinados analiticamente por modelamento e/ou por simulação computacional, entre algumas estratégias de controle. É apresentado um método para a implementação digital de um inversor monofásico para fontes ininterruptas de energia com transformador na saída. O método utilizado consiste de: Análise e modelagem dos controladores e planta, adotando-se critérios para o ajuste dos respectivos parâmetros; Simulação no modo de tempo contínuo; Roteiro da discretização para possibilitar implementação digital; Simulação em tempo discreto; Implementação em protótipo experimental. O controle é realizado com uma estratégia de múltiplas malhas, usando três malhas: uma malha interna de corrente usando controlador proporcional com compensação feedforward da perturbação da tensão de saída no controle da corrente e uma malha externa de tensão com um controlador proporcional + ressonante. Uma terceira malha de controle externa a malha de tensão é adicionada para prevenir a saturação do núcleo do transformador. O inversor é implementado através de um arranjo físico de baixa potência, possibilitando comparação dos resultados de simulação e experimentais. / This dissertation intends to collect, register, study and compare control strategies used in inverters for uninterrupted power supplies. Older control strategies, which use analogical control, as well as contemporary ones, which use digital control, were studied. A performance comparison between some strategies is made using analytical modeling and computational simulation. It is proposed a method for implementation of digital controller for a one-phase inverter with output transformer for uninterruptible power supplies applications. The method consists on: Analysis and modeling of plant and controllers, adopting criteria for parameters adjust; Continuous time computational simulation; Discretization guide for digital implementation; Discrete time computational simulation; Experimental prototype implementation. Control uses a multiloop approach, with three control loops: An internal current loop with proportional controller and feed-forward output voltage disturbance compensation, an external voltage loop using a proportional + resonant controller, and a third external loop to prevent the saturation of the output transformer. A low power experimental setup of the inverter is implemented, allowing comparison of simulated and experimental results.

O restaurador dinâmico de tensão (DVR) é uma solução baseada em eletrônica de potência para minimizar os problemas causados por afundamentos e elevações de tensão em equipamentos ou cargas sensíveis a esses tipos de distúrbios. Basicamente a operação do DVR consiste em injetar na rede tensões de correção com a finalidade de anular o afundamento ou a elevação na tensão aplicada à carga. Tipicamente, a estrutura do controlador utilizado em um DVR é composta por uma malha interna de corrente e uma malha externa de tensão. Usualmente um controlador do tipo proporcional ou proporcional integral é utilizado na malha interna de corrente e um controlador ressonante é utilizado na malha externa de tensão. O presente trabalho apresenta um projeto de controlador robusto para rastreamento da tensão injetada pelo DVR que garante estabilidade robusta do sistema com respeito à variação dos parâmetros da carga. Além disso, o controlador proposto garante valores pré-definidos para o erro de rastreamento e para a rejeição do distúrbio causado por correntes de carga distorcidas na tensão injetada pelo DVR. A síntese do controlador robusto de tensão é feita com base no método de projeto H? pela formulação da sensibilidade mista. Todas as especificações de desempenho e robustez são impostas por meio de restrições nos diagramas de resposta em frequência do sistema em malha fechada (funções sensibilidade e sensibilidade complementar). O desempenho do controlador proposto é verificado e a metodologia de projeto é validada por simulações e experimentos realizados em um DVR de baixa potência. / The Dynamic Voltage Restorer (DVR) is a power electronics based solution for mitigation of voltage sags and swells effects on sensitive loads, which basically injects voltages in series with the grid. Typically the controller structure for a DVR is composed by an inner current loop and an outer voltage loop. Usually proportional or a proportional-integral controller is used for the current loop and a resonant controller is used for the voltage loop. This paper presents the design of a robust controller for the voltage tracking loop of a DVR that guaranties the robust stability against load parameters variation. Moreover, the proposed controller assures the tracking of a sinusoidal voltage waveform, as well the rejection of the non linear load current influence, both with a pre specified error. The voltage controller design is based on H? mix-sensitivity parameter specification approach. All the performance and robustness requirements are specified and analyzed based on the frequency response plot of closed loop transfer function (sensitivity and complementary sensitivity functions). The proposed controller performance is validated by simulation and by experiments carried out on a low scale DVR prototype.

O trabalho desenvolve o estudo de retificadores PWM para aplicações em processos galvânicos. A utilização de técnicas PWM é objeto de estudo, visando à obtenção de alto fator de potência, baixo conteúdo harmônico e baixo ripple de corrente que atendam tanto às necessidades de qualidade de energia, quanto à demanda das aplicações de carga. O trabalho contempla a criação de um protótipo que preencha os requisitos de aplicações industriais voltadas ao tratamento de superfícies, tais como: eletrodeposição, eletro-polimento, entre outros e a melhora na qualidade de energia. As simulações em ambiente computacional com MATLAB® e o software PSIM®, forneceram a base para o desenvolvimento do protótipo e comprovar o estudo. Na prática, pequenas chapas de latão foram banhadas com o protótipo nos modos de controle de ângulo de fase, controle PWM regular e PWM senoidal e obtidas fotos microscópicas para a análise da camada do banho depositada, onde foi comprovado o rendimento protótipo em relação a Qualidade da Energia Elétrica. / The current work aims to study PWM rectifiers for applications in galvanics processes. The use of PWM techniques is the object of study in order to obtain high power factor, low harmonic content and low ripple current that meet both the needs of power quality, the demand of load applications. The study aims to create a prototype which meets the requirements of industrial applications focuses on the treatment of surfaces, such as electroplating, electro-polishing, among others, and the improvement of energy quality. The simulations in computing environment with MATLAB and software PSIM®, provided the basis for the development of prototype and verify the study. In practice, small plates of brass were bathed with the prototype in modes of phase angle control, regular PWM control and sinusoidal PWM and obtained microscopic images for the analysis of the deposited bath layer, where it was proven the prototype income in relation to Quality Electric Power.