Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:48:01Z : No. of bitstreams: 1 arbex_cjn_me_bauru.pdf: 913801 bytes, checksum: d07afb491bb762699a6e8c708405c758 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta um estudo de aplicação da Teoria de Potência Conservativa (CPT) na geração da referência para um filtro ativo de potência paralelo (FAP), a fim de promover a compensação de distúrbios de corrente em um sistema elétrico trifásico a três fios. Apresenta, também, um resumo de algumas das principais teorias de potência utilizadas na análise de sistemas elétricos com formas de onda não senoidais e desequilibradas, especialmente aquelas úteis para o controle de filtros ativos. Atenção especial foi dada para a teoria CPT que, além de ser uma proposta recente, permite selecionar o distúrbio a ser compensado pelo filtro ativo paralelo, bastando definir sua referência a partir das parcelas de corrente da CPT. Neste trabalho também foi proposta uma metodologia de projeto para filtros ativos paralelo, a qual é baseada na análise da carga através da CPT e em função da compensação seletiva de distúrbios. Dessa forma é possível estudar a viabilidade econômica de um dado filtro ativo paralelo escolhendo a parcela de corrente mais adequada a ser compensada, obviamente, dentro de uma determinada configuração de carga. Outro ponto destacado no trabalho foi a introdução de uma nova definição de fator de potência, proposta pela CPT e que, além de reativos, também considera os efeitos dos desequilíbrios e das distorções no sistema elétrico. Com base nesta nova definição, percebe-se a necessidade de uma revisão dos valores de referência definidos pelas normas atuais para o fator de potência. A validação dos estudos e do uso da CPT no controle do filtro ativo paralelo foi feita através de simulações computacionais no software PSIM / This work presents an application study of the Conservative Power Theory (CPT) in the generation of control reference for a Parallel Active Power Filter (PAF), in order to compensate current disturbances in a Three-phase three-wite electrical power system. Some of the most important power teories find in literature have also been summarized, especially those related to active filter controlling techniques. Special attention was given for the CPT, since is a recent proposal and it allows the selection of the disturbance to be compensated through the definition of different control references using different CPT current parcels. An alternative methodology has also been proposed tot the design of the parallel active power filter, which is based on the analysis of the load by means of the CPT current decomposition and according to a previously defined selective compensating strategy. Therefore, it is possible to analyze the economic viability of the active power filter implementation if choosing the most important disturbance to be compensated, obvioulsly assuming a specific load configuration. Other important contribution was the discussion of a new power factor definition (proposed by the CPT), which considers not only the load reactive behavior, but also the effects of current unbalances and distortions on the efficiency of the power circuit. Based on this new definition, we observe the necessity of revising the normalized referential values in order to ensure a proper accountability or revenue metering methodology. Finally, the theoretical studies and the CPT application for controlling a parallel active filter were validated by means of computational simulations using PSIM software

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-29Bitstream added on 2014-06-13T20:49:17Z : No. of bitstreams: 1 brandao_di_me_bauru.pdf: 5797211 bytes, checksum: 5821c3a27764ecbbe0c6862dce12bdde (MD5) / O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de geração fotovoltaico híbrido, ou seja, capaz de funcionar tanto interligado à rede elétrica como desconectado (ilhado) desta. Quanto ilhado, este sistema fornece potência e uma tensão senoidal para a carga, desde que haja energia solar nos módulos fotovoltaicos e/ou energia armazenada no banco de baterias. Quando conectado, o sistema de geração fotovoltaico é capaz de fornecer potência ativa para a carga e/ou rede elétrica e, simultaneamente, funcionar com um Stalic Synchrnous Compensator (STATCOM), auxiliando no suporte de tensão no ponto de acoplamento comum ou, como um compensador ativo seletivo, atenuando os distúrbios elétricos causados pela carga. Para atingir o objetivo deste trabalho, o sistema de geração fotovoltaico foi estudado, projetado e analisado. O estudo passou por definições de geração distribuida e de microrede; modelagem do dispositivo fotovoltaico; escolha da técnica de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT); modelagem do banho de baterias; projeto, modelagem e controle dos conversores eletrônicos; projeto das malhas de controle de potência, responsáveis pelo gerenciamento do balanço de potência. Também foi realizada uma análise de três diferentes controladores aplicados ao sistema de geração fotovoltaico isolado e, análises do funcionamento do sistema híbrido com algumas multifuncionalidades agregadas, tais como: funcionamento híbrido, STATCOM e compensador ativo seletivo. Os estudos relacionados à modelagem do dispositivo fotovoltaico, escolha da técnica de MPPT, modelagem do banco de baterias e, projeto, modelagem e controle dos conversores CC-CC foram realizados por meio de simulação. Enquanto que o projeto, modelagem e controle do conversor CC-CA, os estudos do sistema fotovoltaico isolado e híbrido, assim como suas multifuncionalidades... / The goal of this work is to develop a hybrid photovoltaic generated system, which means, able to run both connected to the grid as disconnected (islanded). When it operates in the islanted mode, the system provides power and a sinusoidal voltage to the local loads, since there exist solar energy at the photovoltaic modules and/or storage energy in the battery bank. When the photovoltaic system operates in the connected mode, it is able to supply active power to the load and/or grid and, simultaneously, works as a static synchronous compensator (STATCOM), assisting in the voltage support at the point of common coupling or, as a selective active compensator, mitigating disturbance caused by the load. To reach the goal of this work, the photovoltaic system was studied designed and analyzed. The studies addressed to definition of distributed generation and microgrids; modeling of the photovoltaic device; choose of the maximum power point tracking (MPPT) technique; modeling of the battery bank; design, modeling and control of the electronic converters; design of the power control loops responsible for the power balance manager. It was also perfomed an analyze of three different controllers applied in an isolated photovoltaic generated system and analyzed a hybrid system with multifunctionalities, such as: hybrid operation, STATCOM function and selective active compensator function. The studied related to the modeling of the photovoltaic device, choose of the MPPT technique, modeling of the battery bank and, design, modeling and control of the DC-DC converters have been performed by simulation results. Whereas the design, modeling and control of the DC-AC converter, the studies the isolated and hybrid photovoltaic system, such as multifunctionalities, have been analyzed by simulation results and validated by experimental results... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-10Bitstream added on 2014-06-13T19:11:24Z : No. of bitstreams: 1 cardim_d_me_botfca.pdf: 891285 bytes, checksum: 68b9929b8177328f924a5af84c4dc036 (MD5) / O propósito deste trabalho foi projetar e desenvolver um programa computacional para analisar o faturamento do consumo de energia elétrica e demanda de potência ativa e reativa de empresas frigoríficas abatedoras de bovinos, verificando-se o uso racional e/ou eficiente de energia elétrica da referida empresa, bem como comparar a eficiência e a racionalidade da utilização de energia elétrica entre duas empresas. Foram criadas subrotinas de sistemas para identificar, manipular e apresentar resultados a partir da grande quantidade de parâmetros elétricos obtidos das empresas. Foram obtidos, em horário de ponta e fora de ponta, dados de demanda, consumo de energia ativa e consumo de energia reativa, que foram os dados de entrada do programa computacional para a análise do faturamento do consumo de energia elétrica e demanda de potência. A partir dos parâmetros elétricos, obtém-se, em horário de ponta e fora de ponta, o fator de potência (FP) , o fator de carga (FC) e o consumo ativo médio ( ) m C de uma empresa. Através de modelos matemáticos que regem o faturamento do consumo de energia elétrica e demanda de potência ativa e reativa e com os dados do fator de carga (FC) e do fator de potência (FP) de uma empresa em um determinado período, foi possível gerar o K-Hiperbolóide de Carga e Potência, onde K = {A, V, C} dependendo do tipo de tarifa em que se enquadrar a empresa. A partir daí, foram encontradas as áreas e os volumes determinados por esses hiperbolóides. Os resultados obtidos através dos volumes dos sólidos determinados pelos hiperbolóides e das áreas das regiões determinadas por essas superfícies foram utilizados para analisar a situação das empresas consideradas no que se refere ao faturamento do consumo de energia elétrica e demanda de potência ativa e reativa... . / The purpose of this piece of work was to project and develop a computer program to analyze the billing of the electrical power consumption and the demand of active and reactive potency of cold-storage slaughter houses, by verifying their efficient and rational use of the electrical power, as well as compare the efficiency and rationality of the electrical power consumption between two slaughter houses. Subroutines systems were created to identify, manipulate and present results from a great quantity of electrical standards obtained from slaughter houses. Demand data and active and rective power consumption data were obtained, during peak and non-peak times, to be used as input data of a computer program to the analysis of the electrical power consumption billing and demand of potency. From the electrical standards, it is obtained, during peak and non-peak times, the potency factor (FP) , the load factor (FC) and the average active consumption ( ) m C of slaughter houses. By means of mathematical models, which govern the electrical consumption billing and demand of both the active and the reactive potency, and basing on the load factor (FC) and potency factor (FP) data of slaughter house in a specific period, it was possible to generate the K-Load and Potency Hyperboloid, where K ={A, V, C} depending on the type of tariff in which the slaughter houses fits. Then, the areas and volumes that were determined by this Hyperboloid were calculated. The results that were obtained through the volumes of the solids, determined by the hyperboloids and the areas of the regions determined by these surfaces, were used to analyze the situation of the considered slaughter houses, regarding the electrical power consumption billing and demand of both the active and the reactive potency. The analysis can be carried out in any slaughter houses, no matter its business activity... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Co-orientador: Helmo Kelis Morales Paredes / Banca: Paulo José Amaral Serni / Banca: Claudionor Francisco do Nascimento / Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo comparativo entre a Teoria de Potências Instantâneas (Teoria pq) e a Teoria de Potência Conservativa (CPT), das quais serão mostrados resultados de análises para circuitos trifásicos com três ou quatro condutores (3F e 3F - N), com tensões senoidais e não senoidais, equilibradas e desiquilibradas, com e sem impedância de linha para diferentes tipos de cargas (lineares e não lineares). A CPT decompõe as correntes de fase em parcelas ativas, reativas e residuais, sendo que em circuitos trifásicos estas podem ainda ser separadas em parcelas balanceadas e desbalanceadas, de forma a representar os desbalanços da carga. As não lineares da carga são representadas pela CPT através das correntes residuais. No caso da Teoria pq, as correntes de fase são decompostas em correntes ativas, reativas e de sequência zero, sendo ainda que tais parcelas podem ser decompostas em parcelas médias e oscilantes. As parcelas oscilantes representam os desbalanços e as não linearidades do circuito. Ou seja, a Teoria pq não separa tais distúrbios (desbalanços e não linearidades) em parcelas distintas de correntes. Apesar das teorias serem bastante distintas em suas formulações, a ideia central é realizar um estudo comparativo entre as parcelas de correntes e suas respectivas parcelas de potência, a fim de mostrar as similiaridades e divergências na caracterização dos fenômenos físicos dos circuitos, bem como na compensação de correntes que não contribuem para a transferência de energia útil entre fontes e cargas, as quais podem ser eliminadas ou minimizadas através de condicionadores eletrônicos em paralelo com as cargas. Neste trabalho, a avaliação das teorias para compensação de distúrbios de corrente será feita levando-se em consideração fontes de corrente ideiais, operando como filtros ativos de potência, o que elimina o feito de eventuais imperfeições de controle... / Abstract: This dissertation shows a comparative study between the Conservative Power Theory (CPT) and the Instantaneous Power Theory (pq Theory). Different configurations of linear and non-linear loads and different voltage conditions will be considered, assuming three-phase circuits with 3 and 4 wires, with or without line impedance. The CPT separates the phase currents into active, reactive and void portions, and in case of three-phase circuits, the active and reactive currents can also be splited into balanced and unbalanced portions to represent the load unbalances. The circuit nonlinearities are represented by CPT through the void current term. In pq theory, the phase currents are separated into active, reactive and zero sequence currents and these portions can also be divided into constant and oscillating portions. The oscillating portions represent imbalance and harmonics on the system. In order words, the pq theory does not separate the imbalances and harmonics in individual current portions. Although these theories are quite distinct in their formulations, the central idea is to make a comparative study between the current portions and their respective portions of power, in order to show the similarities and divergences between them in terms of characterization of the physical phenomena and in terms of disturbing current compensation. In case of current compensation, ideal current sources will be applied in order to evaluate the compensation results using different current reference from CPT and pq theories. This should minimize the influences of control limitations on the analysis of the compensation efficiency under each compensation strategy. The simulation results indicate that both theories can be considered equivalents for circuit analysis or current compensation, as long as the supply voltages are not significantly distorted and/or assymetrical / Mestre

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:31:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ataide_MarcusVinicius_M.pdf: 5078211 bytes, checksum: 6a7d34e5151e3966f322f4d72fb4ccbf (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo aplicado a Filtro Ativo Monofásico de Potência, tendo como "foco principal" o projeto do filtro passivo de saída e da malha de controle. Na análise são considerados os limites estabelecidos por normas internacionais com respeito à interferência eletromagnética conduzida e ao limite de harmônicas de corrente. Os efeitos da impedância da linha e das perdas no filtro passivo também são considerados para o correto dimensionamento do mesmo, visando a não degradação da performance do filtro ativo. Consegue-se uma filtragem da corrente drenada da rede por uma carga não linear, de maneira satisfatória, com freqüência de corte do filtro passivo de saída superior a 3kHz (50!:! harmônica da corrente de linha) sendo os limites de IEM atingidos através do filtro de saída, não amortecido, e com ordem elevada. Resultados de simulação e experimentais são apresentados / Abstract: This work presents a study of single-phase active filters investigating specifically the design of the output filter and the control loop. The limits imposed by international standards regarding harmonics and conducted EMI are considered. The effect of the line impedance and the losses in the filter elements must be taken into account to have a secure design. An excellent harmonic compensation is obtained by means of a flat frequency response up to 3kHz, while the EMI limits is obtained by using a high order undraped low-pass filter. Simulation and experimental results are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T00:30:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bianchin_CarlosGabriel_M.pdf: 5944018 bytes, checksum: 1f26777ba13623dd869928f5c0257d2e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Atualmente, os aparelhos eletro-eletrônicos de uso doméstico (iluminação e aquecimento) utilizam basicamente dois tipos de controle: liga-desliga e de fase. Tais controles podem fazer com que, na corrente drenada pelos aparelhos, sejam introduzidas harmônicas de baixa frequência com amplitudes acima dos limites estipulados pela norma IEC 1000-3-2, ou ainda produzam variação no nível de tensão de alimentação acima do estipulado pela norma IEC 1000-3-3. Este trabalho apresenta algumas possíveis soluções a estes problemas utilizando conversores abaixadores de tensão atuando como pré-reguladores de fator de potência. Feita a seleção das topologias, faz-se um estudo comparativo buscando a mais adequada para estas aplicações. São apresentados os esultados teóricos e experimentais / Abstract: Electronic household appliances (ilumination and heating) use basically two kinds of control: on-off and phase control. With phase control, the input current can present low frequency harmonics, with values above the limits determined by standard IEC 1000-3-2. On-off control can produce voltage fluctuations higher than the limits of standard IEC 1000-3-3. This work presents some possible solutions using voltage step-down converters running as power factor preregulator. It is done a selection of suitable topologies, and a comparative study in order to choose the most adequate topology for those aplications. Theorical and experimental results are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T12:45:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NunezZuniga_TeresaEsther_M.pdf: 3630934 bytes, checksum: 2acfac5c80f239575de6eac9da690d96 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A presente dissertação trata do estudo de um Filtro Ativo de Potência (FAP) trifásico a três fios, em sistemas elétricos nos quais se considera a presença de tensões simétricas, mas distorcidas, seguindo o método da síntese de carga resistiva. Discutem-se os problemas que podem surgir no sistema quando se faz a síntese de corrente senoidal em situações com tensões distorcidas. O circuito de controle está baseado em multiplicadores, como nos circuitos corretores do fator de potência, permitindo assim que a corrente siga a mesma forma de onda da tensão, usando um modulador MLP. No projeto foram considerados os limites estabelecidos pelas normas internacionais com relação às harmônicas de corrente e à interferência eletromagnética conduzida. Apresentam-se resultados práticos e de simulação do FAP trifásico / Abstract: This work deals with the study of a Three-Phase Active Power Filter in a Three-wire grid, used in electric systems where the voltage is balanced but distorted. This work follows the Resistive Load Synthesis over the Sinusoidal Current Synthesis. The control structure is based on multipliers, like in power factor corrector topologies, in order to generate the necessary compensating current using a PWM modulator. The limits imposed by international standards regarding harmonics and conduced EMI are considered in the filter design. Simulations and experimental results are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Fernando Pinhabel Marafão / Banca: Mario Oleskovicz / Banca: Flavio Alessandro Serrão Gonçalves / Resumo: A influência de distorções e assimetrias nos sistemas elétricos é um assunto quase tão antigo quanto o próprio sistema elétrico de corrente alternada. Importantes discussões datam do final do século XIX. Entretanto, com o crescimento contínuo do uso das chamadas cargas não-lineares, não só em atividades industriais e comerciais, mas também em aplicações residenciais, a presença de distorções nas formas de onde de corrente e/ou tensão tem provocado perturbações cada vez mais relevantes para o sistema elétrico. Somem-se a isto os efeitos do desbalanço de cargas ao longo dos sistemas polifásicos. Tem-se então uma situação que demanda uma revisão detealhada da metodologia de cálculo da potência e fator de potência nos sistemas elétricos atuais. Neste sentido, inúmeras teorias e definições de potência para circuitos com tensões e correntes distorcidas e/ou desequilibradas tem sido apresentadas, tanto no domínio da frequencia, quanto no domínio do tempo. No entanto, ainda existem muitas divergências em torno das várias metodologias apresentadas. A única certeza parece ser o fato de que a teoria convencional tem se mostrado incompatível com a realidade dos sistemas monofásicos e polifásicos atuais. Neste contexto, buscando contribuir com a discussão de novas propostas de teorias de potência, este trabalho apresenta uma breve revisão histórica de algum dos mais importantes métodos propostos na literatura, para o cálculo da potência elétrica sob condições ditas não ideais de transferência e consumo de energia. Além disso, o trabalho traz uma análise detalhada da aplicação da Teoria de Potência Conservativa (TPC), proposta recentemente por Tenti et. al. A teoria TPC foi analisada por meio de simulações computacionais de circuitos elétricos sob diversas condições de operação, bem como através do estudo de um caso experimental... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The discussion about the influences of waveform distortions and asymmetries dates almost from the same period of the alternating current power system. However, considering the continuous increasing of non linear loads utilization, not only in industrial applications, but also in commercial and residential installations, such voltage and current distortions have lead to relevant power system's pertubation. In addition, assuming multiphase electrical circuits, the effects of load unbalaces lead to a novel situation, which demands a meticulous review of power and power factor calcultion methodologies. In this sense, numerous power theories have been proposed in order to deal with distorted and unbalanced voltage and current conditions, some in the frequency domain and some in the time domain. Nevertheless, there is not a convergence in terms of the specialists opinions. The only certainty seems to be the fact that the conventional theory should be revised, since it does not comply anymore with the modern power system's reality. In such context, this work tries to contribute to the discussion and undertanding of novel power theories. It starts with a concise review of some proposals found in literature and then, it presents a particular analysis of the Conservation Power Theory (CPT), proposed by Tenti et al. The CPT has been analyzed by means of the computational simulation of several different power circuits, as well as by means of experimental activities. The results indicate that such theory could be an interesting alterntive for the understanding of the physical phenomena related to multiphase and non linear power circuits / Mestre

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Falcondes Jose Mendes de Seixas / Banca: Ernane Antônio Alves Coelho / Banca: Luiz Carlos de Freitas / Banca: Fabio Toshiaki Wakabayashi / Resumo: Este trabalho apresenta a análise, projeto e implementação de um pré-regulador retificador boost formado por células de potência entrelaçadas ("interleaving"), empregando técnicas de comutação não dissipativa, operando no modo de condução crítica, e controlado por dispositivo FPGA (Field Programmable Gate Array). Células de comutação não dissipativa com corrente nula (ZCS - Zero Current Switching) são utilizadas para proporcionar condições para minimização das perdas durante a entrada em condução e bloqueio dos interruptores e dos diodos boost. As células de comutação não dissipativa do tipo ZCS operam na região de fronteira entre os modos de condução contínua e descontínua, denominado como modo de condução crítica, eliminando-se as desvantagens relacionadas com os efeitos da recuperação reversa dos diodos boost operando no modo de condução contínua, especificamente, perdas adicionais (devidas à recuperação reversa) e problemas de interferências eletromagnéticas (EMI - Electromagnetic Interference). Adicionalmente, devido à técnica de "interleaving", as principais vantagens apresentadas pelo retificador incluem a redução da amplitude do "ripple" da corrente de entrada, a redução da amplitude do "ripple" de alta freqüência da tensão de saída, a possibilidade da utilização de semicondutores que apresentem menores capacidades de corrente e tensão, reduzido volume do filtro de EMI requerido, elevado fator de potência e reduzida distorção harmônica total (DHT) na corrente de entrada, em conformidade com a norma IEC61000-3-2. O controle digital foi desenvolvido empregando linguagem de descrição de hardware (VHDL - Hardware Description Language) e implementada utilizando o dispositivo FPGA XC2S200E-SpartanII-E/Xilinx. As análises teóricas, a modelagem para as técnicas digitais, as metodologias de projeto e exemplos...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents the analysis, design and implementation of a single-phase high power factor boost rectifier composed of power cells in interleave connection, operating in critical conduction mode, employing a soft-switching technique, and controlled by a Field Programmable Gate Array (FPGA) device. Zero-Current-Switching (ZCS) cells are used to provide conditions for non-dissipative commutations during the switches' and boost diodes' turn-on and turn-off. The ZCS cells operate at the boundary of continuous and discontinuous modes, designated as critical conduction mode, eliminating the disadvantages related recovery effects of boost diodes operated in continuous conduction mode, namely: additional losses, and electromagnetic interference (EMI) problems. In addition, due to the interleaving technique, the rectifier's features include the reduction in the input current ripple, the reduction in the output voltage high-frequency ripple, and the use of semiconductor devices with lower breakdown voltages and forward currents, low volume for the EMI input filter, high input power factor, and low total harmonic distortion (THD) in the input current, in compliance with the IEC61000-3-2 standards. The digital controller has been developed using a hardware description language (VHDL) and implemented using the XC2S200E-SpartanII-E/Xilinx FPGA device. Theoretical analyses, modeling for digital control, design methodologies and examples are presented. Laboratorial prototypes were implemented in order to provide the validation of proposed converter. Additionally, the experimental results are obtained from prototypes composed of two and four interleaved cells, rated at 1kW and 2kW, respectively. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-10-27Bitstream added on 2014-06-13T19:40:21Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_fas_dr_ilha.pdf: 8475996 bytes, checksum: 3f15a590474f620a763dcc65faf6248f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho apresenta a análise, projeto e implementação de um pré-regulador retificador boost formado por células de potência entrelaçadas (interleaving), empregando técnicas de comutação não dissipativa, operando no modo de condução crítica, e controlado por dispositivo FPGA (Field Programmable Gate Array). Células de comutação não dissipativa com corrente nula (ZCS - Zero Current Switching) são utilizadas para proporcionar condições para minimização das perdas durante a entrada em condução e bloqueio dos interruptores e dos diodos boost. As células de comutação não dissipativa do tipo ZCS operam na região de fronteira entre os modos de condução contínua e descontínua, denominado como modo de condução crítica, eliminando-se as desvantagens relacionadas com os efeitos da recuperação reversa dos diodos boost operando no modo de condução contínua, especificamente, perdas adicionais (devidas à recuperação reversa) e problemas de interferências eletromagnéticas (EMI - Electromagnetic Interference). Adicionalmente, devido à técnica de interleaving, as principais vantagens apresentadas pelo retificador incluem a redução da amplitude do ripple da corrente de entrada, a redução da amplitude do ripple de alta freqüência da tensão de saída, a possibilidade da utilização de semicondutores que apresentem menores capacidades de corrente e tensão, reduzido volume do filtro de EMI requerido, elevado fator de potência e reduzida distorção harmônica total (DHT) na corrente de entrada, em conformidade com a norma IEC61000-3-2. O controle digital foi desenvolvido empregando linguagem de descrição de hardware (VHDL - Hardware Description Language) e implementada utilizando o dispositivo FPGA XC2S200E-SpartanII-E/Xilinx. As análises teóricas, a modelagem para as técnicas digitais, as metodologias de projeto e exemplos... / This work presents the analysis, design and implementation of a single-phase high power factor boost rectifier composed of power cells in interleave connection, operating in critical conduction mode, employing a soft-switching technique, and controlled by a Field Programmable Gate Array (FPGA) device. Zero-Current-Switching (ZCS) cells are used to provide conditions for non-dissipative commutations during the switches' and boost diodes' turn-on and turn-off. The ZCS cells operate at the boundary of continuous and discontinuous modes, designated as critical conduction mode, eliminating the disadvantages related recovery effects of boost diodes operated in continuous conduction mode, namely: additional losses, and electromagnetic interference (EMI) problems. In addition, due to the interleaving technique, the rectifier's features include the reduction in the input current ripple, the reduction in the output voltage high-frequency ripple, and the use of semiconductor devices with lower breakdown voltages and forward currents, low volume for the EMI input filter, high input power factor, and low total harmonic distortion (THD) in the input current, in compliance with the IEC61000-3-2 standards. The digital controller has been developed using a hardware description language (VHDL) and implemented using the XC2S200E-SpartanII-E/Xilinx FPGA device. Theoretical analyses, modeling for digital control, design methodologies and examples are presented. Laboratorial prototypes were implemented in order to provide the validation of proposed converter. Additionally, the experimental results are obtained from prototypes composed of two and four interleaved cells, rated at 1kW and 2kW, respectively.