Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T11:39:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:24:40Z : No. of bitstreams: 1 261750.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo dos retificadores de tensão trifásicos isolados em baixa freqüência, com fator de potência unitário e regulação das tensões de saída, baseados nos transformadores trifásicos/bifásicos. Trata-se de conversores que transferem energia de uma fonte CA trifásica para uma fonte CC, fazendo circular na fonte CA uma corrente senoidal de alta qualidade. A separação de circuitos proporcionada pelos transformadores trifásicos/bifásicos, como a conexão Scott e a conexão Le-Blanc, permite o uso de retificadores monofásicos elevadores (boost) e abaixadores (buck) para obter uma retificação trifásica a três fios. Abordam-se, inicialmente, a conexão série do retificador elevador e, posteriormente, as estruturas abaixadoras série, paralelo e série-paralelo. Todas as estruturas são analisadas matematicamente e avaliadas em simuladores numéricos computacionais. São propostas estratégias de controle em malha fechada e metodologias de projetos para cada estrutura estudada. Complementarmente às simulações, são implementados três protótipos para corroborar os resultados das análises teóricas. Os resultados experimentais validam os resultados teóricos obtidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307896.pdf: 8014354 bytes, checksum: e7f5c5f26cf0e245f5bbdc82d9fe7865 (MD5) / Este trabalho apresenta uma nova topologia de retificador monofásico com fator de potência e rendimento elevados, com o objetivo de adaptar-se aos requisitos de sistemas de conversão modernos. O conversor se caracteriza por integrar as etapas de retificação e conversão CC-CC em um único estágio e por operar com três níveis de tensão para o controle da corrente de entrada. A estrutura possibilita a redução das perdas em condução e de comutação, bem como a redução do volume de dispositivos magnéticos. Uma operação eficiente do retificador é obtida com uma técnica de modulação adequada, também foco deste trabalho. Duas técnicas de controle para o retificador foram analisadas e implementadas em um controlador digital de sinais de baixo custo. Uma análise de estabilidade é apresentada para a técnica de autocontrole de corrente considerando-se os efeitos dos atrasos de transporte da implementação digital. Um novo controlador adaptativo e metodologia de projeto são propostos para permitir a operação do conversor em ampla faixa de variação de carga utilizando esta técnica. A verificação experimental é realizada através de um protótipo de 3 kW desenvolvido em laboratório, para o qual se utilizou uma metodologia de projeto que minimiza o volume de material magnético utilizado no indutor boost. / This work presents a novel single-phase rectifier topology with high power factor and high efficiency, aiming to fulfil modern conversion systems requirements. This converter is characterized by integrating the rectifying and DC-DC conversion stages into a single stage and operates with three voltage levels for controlling the input current. The topology enables low conduction and commutation losses and reduced volume of magnetic devices. Efficient rectifier operation is achieved with a suitable modulation technique, which is also within the focus of this work. Two control techniques for the rectifier have been analysed and implemented in a low-cost digital signal controller. A stability analysis is presented for the current self-control technique considering the effects of the transport delays found in the digital implementation. A new adaptive compensator and design method are proposed to allow the converter to operate with wide load variation range using this technique. Experimental verification is performed with a 3 kW labprototype employing a boost inductor optimized design that minimizes magnetic material volume.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221955.pdf: 4165172 bytes, checksum: 22aa268b17d24d57759bd0bfd1dd1b6c (MD5) / Este trabalho apresenta uma análise, proposição de novos modelos, e estratégias de controle das correntes de entrada, sem a utilização de referências de corrente artificiais, para os retificadores pwm com fator de potência unitário. Inicialmente é analisado o boost pfc monofásico, com o objetivo de chegar ao foco principal, que está voltado para os retificadores pwm trifásicos. São analisadas três topologias conhecidas na literatura, com características bem distintas, objetivando a maior generalidade possível da análise. São exploradas as características físicas destes conversores, como a possibilidade de processar energia reativa com topologias unidirecionais e estratégias de controle para o balanço de tensão nas topologias três-níveis Apresenta-se também a modulação vetorial, associada à estratégia de controle proposta, para os retificadores trifásicos, inclusive para os unidirecionais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277742.pdf: 4170721 bytes, checksum: 818984defe10acee48396e741a2d2053 (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo e a implementação de um filtro ativo paralelo de dois quadrantes aplicado a um retificador monofásico com filtro indutivo. Seu propósito principal é de corrigir o fator de potência e reduzir o conteúdo harmônico da corrente de entrada desse retificador. Outra motivação, para a aplicação do filtro ativo no retificador indutivo, é a ampliação de sua faixa de operação no modo de condução contínua. Primeiramente, o estudo do retificador é apresentado, juntamente com uma análise da corrente de entrada. Conhecidas as características do retificador, o funcionamento e o equacionamento da estrutura, com o filtro ativo proposto, são detalhados. De posse das funções de transferência do sistema, a estratégia de controle é proposta e o procedimento para a determinação dos compensadores analógicos é desenvolvido. O projeto de todos os circuitos necessários para a implementação prática da estrutura, com a finalidade de confirmar a teoria, também é apresentado. Os resultados obtidos por simulação e experimentalmente validam toda a análise e modelagem realizada e, ainda, comprovam os objetivos do trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319747.pdf: 54223935 bytes, checksum: 33563d48925bfd1c1c8abb1ed42000e7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta uma nova topologia de retificador monofásico de elevado fator de potência, baseado em um conversor boost híbrido, com aplicação em sistemas que necessitam alto ganho estático de tensão. A topologia é resultado da integração entre um conversor CC-CC boost convencional e um dobrador de tensão a capacitor chaveado. As principais características do conversor são: tensão de saída maior que o dobro da tensão de pico de entrada; redução dos esforços de tensão sobre os semicondutores, sendo metade da tensão de saída; alta eficiência. O conversor é controlado pela técnica de valores médios instantâneos da corrente no indutor, mesma estratégia de controle utilizada em retificadores boost PFC convencionais. Foi utilizado no controle um circuito integrado muito comum em aplicações industriais. A fim de validar os estudos teóricos, um protótipo foi construído com especificações de 220 V eficazes de tensão de entrada e frequência de rede igual 60 Hz, tensão de saída igual a 800 V e potência de carga de 1000 W. A eficiência medida em laboratório foi de 96,5% para a potência nominal e de 97% para metade da potência. <br> / Abstract: This work presents a novel single-phase recti?er topology with high power factor, based on a hybrid boost converter, with applications in systems that require high gain static voltage. Resulting from the integration of a conventional dc-dc boost converter and as witched capacitor voltage doubler. The main feature of the proposed recti?er is its ability to output a dc voltage larger than the double of the peak value of the input line voltage, while subjecting the power switches the half of the dc bus voltage and high e?ciency. The converter is controlled by average current mode control technique, same control strategy employed in the conventional boost based recti?er, where it was used to control an integrated circuit very common in industrial applications. Experimental data were obtained from a laboratory prototype with an input voltage of 220 Vrms, line frequency of 60 Hz, output voltage of 800 Vdc, load power of 1,000 W. The e?ciency of the prototype, measured in the laboratory was 96.5% for full load and 97% for half load.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T19:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198524.pdf: 8425158 bytes, checksum: 6013fea7178b788416e290cd878f0efd (MD5) / Neste trabalho é apresentado o estudo de reatores eletrônicos para lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão de 250W, onde o estágio de correção do fator de potência está integrado ao conversor CC-CA. Com objetivo de oferecer mais de uma solução, foram desenvolvidos estudos para duas topologias distintas. A primeira estrutura, (CIC-CPPFC) apresenta como principal vantagem, o fato que a corrente na carga é a mesma corrente do estágio de correção do fator de potência, dando a característica de alto rendimento. Na segunda, (VS-CPPFC) tem-se fator de potência aproximadamente unitário, com baixo fator de crista e potência da lâmpada praticamente constante frente ao envelhecimento da mesma. Princípio de funcionamento, equacionamentos, metodologia de projeto e projeto são realizados, visando à implementação prática em laboratório. Resultados experimentais das duas estruturas são apresentados e discutidos, validando os estudos realizados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T02:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208821.pdf: 5751127 bytes, checksum: acbf88d72607c25a58195698afc475c6 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação do controle de um retificador pré-regulador trifásico PWM de três níveis, com aplicação em telecomunicações. O controle foi efetivado por meio da técnica de controle digital, mediante o uso de Processador Digital de Sinais (DSP # Digital Signal Processor), visando obter um conversor CA-CC trifásico com fator de potência unitário e tensões de saída reguladas e equilibradas. Para atingir os objetivos propostos, buscaram-se informações e soluções pertinentes à operação e ao controle adequado do conversor, que envolveram o estudo dos seguintes temas: técnicas e estratégias de controle digital, ambientes computacionais e ferramentas para o desenvolvimento com DSP, malhas de controle para regulação e equilíbrio das tensões nas saídas e malhas de controle para imposição da corrente de entrada senoidal. A proposta teve como foco a utilização do DSP no controle digital do conversor CA-CC. Ao longo deste trabalho são mostrados exemplos de projetos e resultados de simulações, que exibem o comportamento do conversor. São apresentados também os resultados dos principais algoritmos desenvolvidos e implementados com vistas à aplicação em conversores CA-CC trifásicos. Por fim, trata-se dos protótipos construídos, com os quais obtiveram-se vários resultados experimentais que demonstraram a adequada operação dos conversores controlados por DSP.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:36:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211748.pdf: 4883182 bytes, checksum: 09cce231dd4b478aedace068ba829ff9 (MD5) / Este trabalho trata de um estudo da aplicação de um controlador DSP, em eletrônica de potência, na implementação do controle digital de um conversor CA-CC trifásico de alto fator de potência. Inicia-se com o estudo das principais características, necessárias ao projeto, do controlador DSP. Prossegue-se através do projeto dos controladores da malha de tensão e das malhas de corrente. No decorrer do trabalho são mostrados resultados de simulação da estrutura. No último capítulo são mostrados os resultados experimentais obtidos através de um protótipo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:37:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 187215.pdf: 3252639 bytes, checksum: e0b0c5d9a3c3bfc356cc012cfbb96de3 (MD5) / Este trabalho apresenta o estudo de um retificador para aplicação em centrais de telecomunicações. Além da elevada potencia processada (26kW), outras caracteristicas tornam este trabalho um grande desafio: entrada trifásica e sem ponto neutro, utilização de um conversor três níveis com fator de potência unitário e alto rendimento. A topologia do retificador não foi encontrada antes na literatura e a técnica de controle para correção do fator de potência em retificadores monofásicos é aplicada nesta topologia. Também é apresentado o estudo detalhado de um snubber passivo não-dissipativo que possibilita a entrada em condução dos interruptores quase ZCS e o bloqueio quase ZCS. De forma a validar todo o estudo teórico, faz-se um projeto completo do retificador e monta-se em laboratório um protótipo. Resultados de simulação também são apresentados

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T07:28:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198626.pdf: 6803338 bytes, checksum: 7900702ae5b3b025c01d6e58000cab1c (MD5) / Este trabalho tem por objetivo o estudo, projeto e implementação de Unidades Retificadoras de -48V/10A para aplicação em sistemas de telecomunicações, visando um produto comercial que seja competitivo nacional e internacionalmente, atendendo as normas TELEBRÁS,