Este trabalho apresenta um método alternativo para sintonia de múltiplos controladores ressonantes aplicados aos sistemas ininterruptos de energia. A proposta do método é fornecer um conjunto de equações algébricas de simples aplicação que possibilite aos projetistas destes sistemas determinar os parâmetros dos controladores ressonantes com múltiplos modos. As equações apresentadas para determinação dos parâmetros do controlador foram obtidas diretamente com base nos parâmetros e nas características funcionais do inversor. Também nestas equações estão presentes constantes as quais garantem que todo o inversor cujo controlador for sintonizado pelo método atenda as especificações estabelecidas pela norma 60240-3. As constantes são determinadas através da formulação do problema por desigualdades matriciais lineares (LMI - Linear Matrix Inequalities) que levam em conta o equacionamento dinâmico do inversor e dos múltiplos controladores ressonantes. A solução do problema satisfaz simultaneamente a minimização do esforço de controle, onde foi empregada a formulação de custo garantido, juntamente com a localização dos polos de malha-fechada para toda a variação admissível de carga, formulada através do procedimento de D-Estabilidade. / This master thesis shows an alternative method for tuning multiple resonant controllers applied to uninterrupted power supply. The method is intended to provide a set of simple algebraic equations that enable designers of those systems to determine the parameters of the resonant controllers through multiple modes. The equations presented for determining the controller’s parameters were obtained directly based on the parameters and functional characteristics of the inverter. Additionally, constants that ensure that every inverter whose controller is attuned by the method meets the 60240-3 specifications norms can be found in these equations. The constants are determined based on the formulation of the problem through linear matrix inequalities (LMI) that take in consideration the dynamic of the inverter and of the multiple resonant controllers. The solution of the problem ensures both the needs for minimization of control efforts at guaranteed cost, along with the location of close-loop poles for every permissible load variation, formulated through the D-Stability procedure.

Este trabalho apresenta um método alternativo para sintonia de múltiplos controladores ressonantes aplicados aos sistemas ininterruptos de energia. A proposta do método é fornecer um conjunto de equações algébricas de simples aplicação que possibilite aos projetistas destes sistemas determinar os parâmetros dos controladores ressonantes com múltiplos modos. As equações apresentadas para determinação dos parâmetros do controlador foram obtidas diretamente com base nos parâmetros e nas características funcionais do inversor. Também nestas equações estão presentes constantes as quais garantem que todo o inversor cujo controlador for sintonizado pelo método atenda as especificações estabelecidas pela norma 60240-3. As constantes são determinadas através da formulação do problema por desigualdades matriciais lineares (LMI - Linear Matrix Inequalities) que levam em conta o equacionamento dinâmico do inversor e dos múltiplos controladores ressonantes. A solução do problema satisfaz simultaneamente a minimização do esforço de controle, onde foi empregada a formulação de custo garantido, juntamente com a localização dos polos de malha-fechada para toda a variação admissível de carga, formulada através do procedimento de D-Estabilidade. / This master thesis shows an alternative method for tuning multiple resonant controllers applied to uninterrupted power supply. The method is intended to provide a set of simple algebraic equations that enable designers of those systems to determine the parameters of the resonant controllers through multiple modes. The equations presented for determining the controller’s parameters were obtained directly based on the parameters and functional characteristics of the inverter. Additionally, constants that ensure that every inverter whose controller is attuned by the method meets the 60240-3 specifications norms can be found in these equations. The constants are determined based on the formulation of the problem through linear matrix inequalities (LMI) that take in consideration the dynamic of the inverter and of the multiple resonant controllers. The solution of the problem ensures both the needs for minimization of control efforts at guaranteed cost, along with the location of close-loop poles for every permissible load variation, formulated through the D-Stability procedure.

Este trabalho apresenta um método alternativo para sintonia de múltiplos controladores ressonantes aplicados aos sistemas ininterruptos de energia. A proposta do método é fornecer um conjunto de equações algébricas de simples aplicação que possibilite aos projetistas destes sistemas determinar os parâmetros dos controladores ressonantes com múltiplos modos. As equações apresentadas para determinação dos parâmetros do controlador foram obtidas diretamente com base nos parâmetros e nas características funcionais do inversor. Também nestas equações estão presentes constantes as quais garantem que todo o inversor cujo controlador for sintonizado pelo método atenda as especificações estabelecidas pela norma 60240-3. As constantes são determinadas através da formulação do problema por desigualdades matriciais lineares (LMI - Linear Matrix Inequalities) que levam em conta o equacionamento dinâmico do inversor e dos múltiplos controladores ressonantes. A solução do problema satisfaz simultaneamente a minimização do esforço de controle, onde foi empregada a formulação de custo garantido, juntamente com a localização dos polos de malha-fechada para toda a variação admissível de carga, formulada através do procedimento de D-Estabilidade. / This master thesis shows an alternative method for tuning multiple resonant controllers applied to uninterrupted power supply. The method is intended to provide a set of simple algebraic equations that enable designers of those systems to determine the parameters of the resonant controllers through multiple modes. The equations presented for determining the controller’s parameters were obtained directly based on the parameters and functional characteristics of the inverter. Additionally, constants that ensure that every inverter whose controller is attuned by the method meets the 60240-3 specifications norms can be found in these equations. The constants are determined based on the formulation of the problem through linear matrix inequalities (LMI) that take in consideration the dynamic of the inverter and of the multiple resonant controllers. The solution of the problem ensures both the needs for minimization of control efforts at guaranteed cost, along with the location of close-loop poles for every permissible load variation, formulated through the D-Stability procedure.

APOLINÁRIO, M. F. Nobreak dupla conversão monofásico isolado em alta frequência com tensão de entrada bivolt e potência de 1kVA, baseado no conceito de circuito multi-portas. 2017. 184 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-21T12:20:44Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_hmlflima.pdf: 6605435 bytes, checksum: a5df59cade665115c9dac90f1ec584b0 (MD5) / Rejected by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com), reason: on 2017-06-21T12:36:59Z (GMT) / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-06-21T12:37:34Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_mfapolinário.pdf: 4850859 bytes, checksum: 4f7e96473c01ab5687eb8509a5513316 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-21T16:47:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_mfapolinário.pdf: 4850859 bytes, checksum: 4f7e96473c01ab5687eb8509a5513316 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T16:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_mfapolinário.pdf: 4850859 bytes, checksum: 4f7e96473c01ab5687eb8509a5513316 (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / This research presents a single-phase double conversion Uninterruptible Power Supply (UPS) designed with two alternating voltage levels, alternating output voltage 110V, 24V battery-set, and apparent output power of 1kVA. The UPS topology proposed is based on multi-port circuit concept, which uses an isolated High Frequency Transformer (HFT) that interconnected different power sources. The mentioned multi-port circuit consists in two input ports, and two output ports dedicated to feed the Full-Bridge voltage source inverter, and battery-charger derived from Buck topology. The primary power is connected to the input port through a Full-Bridge converter, and the standby power is connected to another input port through a voltage-feed Push-Pull converter. Some particularities of proposed system are indicated: two conversion stages for each operation mode, and the three levels square voltage waveform at the output inverter. It is also observed the practicality in the way that different sources of energy can be interconnected to the proposed UPS, which is not seen in other works. A prototype from proposed UPS was assembled, it was achieved an efficiency superior to 80% in grid mode for 1kVA, and an efficiency of 74% in battery mode for 860VA. Thus, the proposed uninterrupted system is considered an alternative to applications with power less than or equal to 2kVA. / Este trabalho apresenta o projeto de um sistema ininterrupto de energia (nobreak) dupla conversão monofásico com tensão na entrada alternada bivolt, tensão na saída alternada de 110V, tensão no banco de baterias de 24V, e potência aparente na saída de 1kVA. A topologia do nobreak proposta está baseada no conceito de circuito multi-portas, a qual faz uso de um transformador isolador de alta frequência que permite a interconexão entre diferentes fontes de energia. O referido circuito multi-portas apresenta duas portas de entrada, e duas portas de saída dedicadas a alimentar o inversor de tensão em ponte-completa, e o carregador de baterias derivado da topologia Buck. A rede elétrica é conectada à porta de entrada através de um conversor ponte-completa, e o banco de baterias é conectado a outra porta de entrada através de um conversor Push-Pull alimentado em tensão. Algumas particularidades do sistema proposto são indicadas: dois estágios de conversão para cada modo de operação, e a forma de onda de tensão quadrada com três níveis na saída do inversor. Observa-se também a praticidade na forma como diferentes fontes de energia podem ser interligadas ao nobreak proposto, que até então é dificilmente visto em outros trabalhos. Um protótipo do nobreak proposto foi montado, sendo obtido uma eficiência superior a 80% em modo rede para 1kVA, e uma eficiência de 74% em modo bateria para 860VA. Sendo assim, o sistema ininterrupto proposto é considerado uma alternativa às aplicações com potência menor ou igual a 2kVA.