Este trabalho apresenta o estudo de um filtro ativo de potência paralelo aplicado na compensação da potência harmônica e da potência reativa. É apresentado o estado da arte sobre o tema, além dos conceitos básicos sobre harmônicos, potência, fator de potência, e outros assuntos diretamente relacionados à qualidade da energia em sistemas elétricos. A carga não-linear estudada é composta por controladores de tensão alternada, conectados a lâmpadas incandescentes. Os comportamentos desse controlador e de sua carga resistiva são verificados tanto por meio de experimento como por meio de simulação. As características da variação da resistência das lâmpadas em função da temperatura são estudadas. São apresentados os resultados de simulações de um filtro ativo compensando cargas não-lineares monofásicas. Em parte das simulações esse filtro ativo funciona como uma fonte de corrente de compensação sem considerar o circuito de potência. Mas em outra parte da simulação, são considerados os efeitos da freqüência de chaveamento de um inversor na corrente de compensação do filtro ativo. São estudados dois métodos para se obter a compensação harmônica, o primeiro método é baseado na abordagem no domínio do tempo, e o segundo método é baseado na abordagem no domínio da freqüência. A abordagem no domínio da freqüência é mais explorada nesse trabalho, com vistas à futura implementação do sistema. / This work presents the study of a shunt active power filter applied in the compensation of the power harmonic and of the power reactive. The state of the art is presented on the theme, besides the basic concepts on harmonic, power, power factor, and other subjects directly related to the power quality in electric systems. The studied non-linear load is composed by AC controllers, connected to incandescent lamps. That controller\'s behaviors and of its load resistive they are verified so much through experiment as through simulation. The characteristics of the variation of the resistance of the lamps in function of the temperature are studied. The results of simulations of an active power filter are presented compensating single-phase non-linear loads. In some simulations that active filter works as a source of compensation current without considering the power circuit. They are also obtained results of the simulation considering the effects of the switching frequency of an inverter in the current of compensation of the active filter. They are studied two methods to obtain the harmonic compensation, the first method is based in the time domain approach, and the second method is based on the approach in the frequency domain approach. The approach in the frequency domain is more explored in that work, with views to the future implementation of the system.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-04T18:02:59Z No. of bitstreams: 1 ALVARO DE MEDEIROS MACIEL – TESE (PPGEE) 2015.pdf: 4680910 bytes, checksum: e3fc0741095b2b256a82c76474078d7b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T18:02:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALVARO DE MEDEIROS MACIEL – TESE (PPGEE) 2015.pdf: 4680910 bytes, checksum: e3fc0741095b2b256a82c76474078d7b (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / Atualmente aplicações utilizando conversores de energia nas indústrias e na área de transmissão de energias alternativas, como a energia eólica, têm feito surgir conversores que operam em média tensão. Esse fato ampliou as preocupações em relação ao nível de harmônicos em instalações onde a sensibilidade a este tipo de problema é elevada. Este trabalho discute fi ltros ativos multi-modulares (fi ltros cooperativos), bem como filtros multin veis, para lidar com as aplica c~oes de m edia tens~ao. No cen ario de ltros ativos foi desenvolvida uma solução que compensa a parcela fundamental da potência reativa e os componentes harmônicos de corrente de uma forma independente, com o objetivo de reduzir as perdas totais do sistema. Duas topologias são estudadas: uma usando dois conversores trifásicos fonte de tens~ao convencionais e uma em que um dos conversores trifásicos convencional é substituído por um conjunto formado por três pontes H interligadas na con guração estrela com o neutro isolado. Em relação aos fi ltros ativos implementados com conversores multiníveis são explorados dois conversores híbridos em cascata. Uma destas topologias já foi apresentada na literatura técnica como um sistema para acionamentos de máquinas, porém são implementadas duas novas abordagens para a regulação da tensão no barramento CC utilizando as técnicas PWM escalar e 'Level-Shifted'. A outra topologia é uma derivação da primeira para os sistemas a quatro. Aspectos técnicos tais como: a estratégia PWM, a distribuição de potência entre os conversores, as estratégias de controle e as perdas são abordadas para comparar com as soluções convencionais presentes na literatura. / Currently, the industrial demand for power converters operating in the medium voltage has increased concerns about the level of harmonics in installations where the sensitivity to this problem is high. This work discusses modular active lters (collaborative ltering) and multilevel lters (to deal with the applications of medium voltage). In such scenario, active lters are a solution that compensates the fundamental portion of reactive power and the harmonic current components in an independent way, with the aim of reducing the total system losses, was developed. Two topologies are shown: one using two conventional threephase voltage source inverters and other where one of the conventional three-phase converters is implemented with by a set formed by three H-bridge star-connected. In the case of active power lter implemented with multilevel power converters, two hybrid cascade converters are presented. The rst have been presented in the technical literature as a system to drive machinery, although at this work the innovation is on regulation of Dc-link voltages using scalar and 'Level-Shifted' PWM methods. The second is a derivation of the rst one for fourwire systems. Issues such as PWM strategy, the distribution of power between converters and control strategies are discussed. Keywords: power quality, medium voltage, active lters, multilevel converters.

Este trabalho apresenta o estudo de um filtro ativo de potência paralelo aplicado na compensação da potência harmônica e da potência reativa. É apresentado o estado da arte sobre o tema, além dos conceitos básicos sobre harmônicos, potência, fator de potência, e outros assuntos diretamente relacionados à qualidade da energia em sistemas elétricos. A carga não-linear estudada é composta por controladores de tensão alternada, conectados a lâmpadas incandescentes. Os comportamentos desse controlador e de sua carga resistiva são verificados tanto por meio de experimento como por meio de simulação. As características da variação da resistência das lâmpadas em função da temperatura são estudadas. São apresentados os resultados de simulações de um filtro ativo compensando cargas não-lineares monofásicas. Em parte das simulações esse filtro ativo funciona como uma fonte de corrente de compensação sem considerar o circuito de potência. Mas em outra parte da simulação, são considerados os efeitos da freqüência de chaveamento de um inversor na corrente de compensação do filtro ativo. São estudados dois métodos para se obter a compensação harmônica, o primeiro método é baseado na abordagem no domínio do tempo, e o segundo método é baseado na abordagem no domínio da freqüência. A abordagem no domínio da freqüência é mais explorada nesse trabalho, com vistas à futura implementação do sistema. / This work presents the study of a shunt active power filter applied in the compensation of the power harmonic and of the power reactive. The state of the art is presented on the theme, besides the basic concepts on harmonic, power, power factor, and other subjects directly related to the power quality in electric systems. The studied non-linear load is composed by AC controllers, connected to incandescent lamps. That controller\'s behaviors and of its load resistive they are verified so much through experiment as through simulation. The characteristics of the variation of the resistance of the lamps in function of the temperature are studied. The results of simulations of an active power filter are presented compensating single-phase non-linear loads. In some simulations that active filter works as a source of compensation current without considering the power circuit. They are also obtained results of the simulation considering the effects of the switching frequency of an inverter in the current of compensation of the active filter. They are studied two methods to obtain the harmonic compensation, the first method is based in the time domain approach, and the second method is based on the approach in the frequency domain approach. The approach in the frequency domain is more explored in that work, with views to the future implementation of the system.

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

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

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-03-02T11:39:15Z No. of bitstreams: 1 fredericotoledoghetti.pdf: 2816885 bytes, checksum: 98c4c49d919a94d51a94ff86a91c33a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T19:32:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fredericotoledoghetti.pdf: 2816885 bytes, checksum: 98c4c49d919a94d51a94ff86a91c33a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T19:32:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fredericotoledoghetti.pdf: 2816885 bytes, checksum: 98c4c49d919a94d51a94ff86a91c33a1 (MD5) Previous issue date: 2009-05-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É apresentado, neste trabalho, um estudo sobre topologias alternativas de fontes ininterruptas de energia do tipo Delta, para o emprego em cargas monofásicas de até 1kVA. O estudo prevê a inserção de um conversor CC-CC entre o conversor shunt e o banco de baterias. Tal modificação em relação à UPS do tipo Delta convencional otimiza o projeto do banco de baterias e requisita um menor número de células em série para sua confecção. Além disso, a proposta elimina o uso de transformadores de baixa freqüência, considerados em alguns trabalhos anteriores, o que também contribui para a redução do peso e volume do sistema. Duas diferentes topologias para o conversor CC-CC foram investigadas e comparações de desempenho e viabilidade foram realizadas. A topologia que apresentou melhor desempenho nos quesitos custo, volume e peso, foi selecionada para testes em bancada. Ao final, resultados simulados e práticos são apresentados para validação do modelo. / This dissertation presents a study on single-phase Delta-UPS topological alternatives for low power and low cost applications. The proposed topology has a DC-DC converter connected between the shunt inverter and the battery bank/series converter DC terminals, respectively. This modification will allow the downsizing of the DC battery bank as well as the removing of the series converter transformer. Two different topologies of the DC DC converter were investigated and a comparative study among them will be accomplished. Simulation results are presented and experimental results will be included to validate the proposed study.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-24T20:26:56Z No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-25T15:21:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T15:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pablocarlosdesiqueirafurtado.pdf: 4055605 bytes, checksum: b23cd5bfadf3eb9e69e3e5e804322231 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta uma estratégia para controlar um filtro ativo de potência (FAP) paralelo bifásico a três fios. A aplicação desse FAP pode ser implementada como uma funcionalidade extra do conversor fonte de tensão do sistema de propulsão de veículos elétricos (VE), o que seria útil para compensar instalações elétricas residenciais e comerciais com fornecimento de energia bifásico a três fios. Apresenta-se o princípio de funcionamento do FAP bifásico e é tratada sua modelagem matemática. É feita uma revisão dos conceitos de potências instantâneas p e q em sistemas monofásicos, a chamada teoria p–q monofásica. É mostrada ainda a interpretação dessas grandezas e sua relação com as potências ativa e reativa convencionais. Em seguida, são feitas adaptações na implementação dessa teoria. A principal adaptação está na forma de implementar as transformações αβ monofásicas. Com essas adaptações, a teoria p–q modificada é utilizada para descrever o algoritmo de controle desenvolvido para o FAP bifásico. A estratégia de compensação adotada consiste na compensação de todas as componentes harmônicas de corrente, da potência reativa e na equalização das correntes nas fases envolvidas. São apresentados resultados obtidos em estudos de simulação da operação do FAP bifásico em regime permanente e sob transitórios das cargas. O trabalho mostra ainda alguns resultados experimentais do FAP em operação. Conclui-se que os resultados obtidos validam o princípio de operação do FAP bifásico e a estratégia de controle proposta. / This thesis presents an strategy to control a two–phase, three-wire shunt active power filter (APF). This APF can be implemented as an extra functionality of the embedded voltage source converter in the propulsion system of an electric vehicle (EV). This application would be useful in the compensation of residential and commercial electrical installations fed by a two–phase three–wire grid connection. The working principle of shunt two-phase APF is presented and its mathematical models are also treated. Concepts of the instantaneous powers p and q, called single-phase p–q theory, are reviewed. The relationship between these quantities and the conventional active and reactive powers is discussed. Then, some adaptations are done in the implementation of such theory. The main one is related to the implementation method of singlephase αβ transformations. After these adaptations, the modified p–q theory is used to described the developed algorithm to control the two–phase APF. The adopted control strategy consists of compensating all current harmonics and reactive power, as well as equalizing currents in involved phases. Simulation results are presented to show the APF operation in steady-state and under load changes. Yet, some experimental results are presented to show the APF in operation. The obtained results validate the presented working principle and the control strategy proposed in this thesis.

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

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 (Final).pdf: 65790 bytes, checksum: e733029dada465cd658278f93c2fc5fa (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work introduces a dual unified power quality conditioner (iUPQC) made by two active filters, the series and the parallel. The parallel active filter is voltage controlled, responsible for maintaining the sinusoidal, regulated, balanced and harmonic free load voltage. The series active filter is responsible for draining a sinusoidal and harmonic free current from the utility grid whose current is synchronized with the fundamental component of the voltage utility grid, implying a high power factor. The advantage of this configuration is the use of the sinusoidal references for both active filters. First, the power quality is addressed by discussing the main utility grid distortions and the active solutions for these problems. The characteristics, the power structure definition and the power flow of the iUPQC are then addressed. Next, the high frequency filters of active filters are analyzed and designed, the circuit models are obtained and the iUPQC controllers are designed. The iUPQC simulation is then analysed and, finally, the last chapter is about the prototype developed at the university laboratory, and the analysis of the experimental results which were compared to the IEEE519-1992 standard / Esta Dissertação de Mestrado apresenta um condicionador unificado de qualidade de energia dual (iUPQC) trifásico a quatro fios, controlado analogicamente, composto por dois filtros ativos, o série e o paralelo. O filtro ativo paralelo é controlado em tensão, responsável por manter a tensão da carga senoidal, regulada, equilibra e livre de harmônicos. O filtro ativo série é responsável por drenar da rede de alimentação uma corrente senoidal, com baixa distorção harmônica e em fase com a componente fundamental de tensão da rede, garantindo alto fator de potência. A vantagem desta configuração é a utilização de referências senoidais para ambos os filtros ativos. Inicialmente, a qualidade de energia é abordada, trazendo as principais distorções encontradas na rede elétrica e as soluções ativas para estes problemas. O iUPQC é apresentado, trazendo suas características, a definição de sua estrutura de potência e o fluxo de potência do sistema. Após isto são analisados e projetados os filtros de alta frequência presentes nos filtros ativos, obtidos os modelos do circuito e projetados os controladores do iUPQC. Em seguida a simulação do iUPQC é apresentada e no último capítulo são mostrados os circuito utilizados no protótipo e os resultados experimentais obtidos, os quais são analisados e comparados à norma IEEE 519-1992.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RESUMO - Josue.pdf: 8954 bytes, checksum: 37d4018bcbba745d53a694b1e3fad11b (MD5) Previous issue date: 2009-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work shows a unified power quality conditioner based on a digital controlier. Such conditioner is composed of shunt active power filter, to compensate the input une current, and series active power filters to compensate the load voltage. The proposal consist in applying a simple control strategy based on direct comparison the input une current and load voltãge waveforms with sinusoidal references. Initially is presented a study about the active power conditioner characteristics, classification and topologies, foliowing UPQC power structure is explored, as converter definition, aspects for grid connection and analysis and project at passive filters. Afterwards, the mathematicál models are derived, the controllers are defined and simulations are performed. Finaily, the results obtained with UPQC practical tests are shown. / Este trabalho apresenta um condicionador unificado de qualidade de energia (UPQC) controlado digitalmente. Tal condicionador é composto por um filtro ativo paralelo, para compensar a corrente na rede, e um filtro ativo série, para compensara tensão na carga. A proposta consiste em aplicar uma estratégia de controle simples baseada na comparação direta da corrente na rede e tensão na carga com referências senoidas. Inicialmente é apresentado um estudo a respeito das topologias e classificação dos condicionadores de energia, em seguida é explorada a estrutura de potência do UFQC, como definição do conversor, aspectos relacionados à conexão com a rede e anAlise e projeto dos filtros passivos. Posteriormente são obtidos os modelos matemáticos, projetados os controladores e elaboradas simulações para, finalmente apresentar os resultados obtidos com os ensaios do UPQC.