Uma série de equipamentos de eletrônica de potência é ligada à rede de corrente alternada através de transformadores, que exercem as funções de isolamento galvânico, elevação/abaixamento de tensão, etc. Estes transformadores podem sofrer saturação em condições transitórias (inrush) ou quando o conversor ligado a ele impõe valor médio não nulo de tensão. O problema é normalmente sanado nas malhas de controle do conversor, no entanto o ajuste destas malhas em ambiente de simulação computacional requer um modelo que represente adequadamente a característica de saturação do núcleo ferromagnético. Este trabalho apresenta um modelo de simulação computacional adequado para transformadores operando em saturação intensa, visando aplicações em projetos de equipamentos de eletrônica de potência com transformador monofásico alimentado por inversor. Além disso, é demonstrado um método experimental de obtenção da característica de saturação do núcleo, sem necessidade das suas características construtivas. Resultados de simulação obtidos são comparados com resultados experimentais para validação do modelo e método. / Several power electronics based equipments are connected to the alternating current network through transformers, which perform galvanic insulation, voltage increasing/lowering, etc. These transformers may experience saturation under transitory conditions (inrush), or when its converter imposes non-zero average voltage. Such problem is commonly treated in the converter\'s control loops, but the tuning of these loops in a computer simulation environment requires a transformer model that represents adequately the ferromagnetic core saturation effect. The current work proposes a computer simulation model that adequately describes the operation of the transformer at deep saturation, suitable for design of power electronics applications with single phase transformers connected to power inverter. Additionally, an experimental method for determining its core saturation characteristic is demonstrated. This method does not require previous knowledge of the core\'s constructive parameters. Simulation and experimental results are presented to confirm the validity of the model and the method.

Uma série de equipamentos de eletrônica de potência é ligada à rede de corrente alternada através de transformadores, que exercem as funções de isolamento galvânico, elevação/abaixamento de tensão, etc. Estes transformadores podem sofrer saturação em condições transitórias (inrush) ou quando o conversor ligado a ele impõe valor médio não nulo de tensão. O problema é normalmente sanado nas malhas de controle do conversor, no entanto o ajuste destas malhas em ambiente de simulação computacional requer um modelo que represente adequadamente a característica de saturação do núcleo ferromagnético. Este trabalho apresenta um modelo de simulação computacional adequado para transformadores operando em saturação intensa, visando aplicações em projetos de equipamentos de eletrônica de potência com transformador monofásico alimentado por inversor. Além disso, é demonstrado um método experimental de obtenção da característica de saturação do núcleo, sem necessidade das suas características construtivas. Resultados de simulação obtidos são comparados com resultados experimentais para validação do modelo e método. / Several power electronics based equipments are connected to the alternating current network through transformers, which perform galvanic insulation, voltage increasing/lowering, etc. These transformers may experience saturation under transitory conditions (inrush), or when its converter imposes non-zero average voltage. Such problem is commonly treated in the converter\'s control loops, but the tuning of these loops in a computer simulation environment requires a transformer model that represents adequately the ferromagnetic core saturation effect. The current work proposes a computer simulation model that adequately describes the operation of the transformer at deep saturation, suitable for design of power electronics applications with single phase transformers connected to power inverter. Additionally, an experimental method for determining its core saturation characteristic is demonstrated. This method does not require previous knowledge of the core\'s constructive parameters. Simulation and experimental results are presented to confirm the validity of the model and the method.

Submitted by Paulo Armando Panunzio null (330698) on 2016-03-15T14:50:59Z No. of bitstreams: 1 VERSÃOFINALTESE24022016V22.pdf: 3679161 bytes, checksum: 20211476e30e236ed54da33d4530b7e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-15T17:27:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 panunzio_pa_dr_guara.pdf: 3679161 bytes, checksum: 20211476e30e236ed54da33d4530b7e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-15T17:27:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 panunzio_pa_dr_guara.pdf: 3679161 bytes, checksum: 20211476e30e236ed54da33d4530b7e1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / A proposta dessa Tese é o projeto e desenvolvimento de um sistema de fornecimento de energia elétrica conectada à rede sem a utilização de circuitos eletrônicos complexos. O sistema eletroeletrônico convencional utiliza um inversor de frequência que transfere a potência ativa do nível de tensão e corrente CC para o nível compatível com a rede elétrica CA em frequência, tensão e sincronismo de fases. Já o desenvolvimento do projeto teve como parte experimental a utilização de indutores adequados com valores variáveis de 200 mH a 500 mH entre os painéis fotovoltaicos e a rede convencional. A tensão e a corrente máxima de CC foi de 29,6 V e a máxima possível foi de 20 amperes. Utilizou-se do princípio do casamento de impedâncias entre o painel fotovoltaico e o sistema de fornecimento de energia CA. Assim o painel fotovoltaico fornece somente potência ativa para a rede não interferindo no sincronismo. Na onda de tensão e corrente CA há uma pequena alteração no nível CA em relação a simetria do eixo dos tempos, dentro dos limites previstos para a rede convencional de energia. Logo evidencia-se o fornecimento de potência ativa para a rede CA. Os resultados obtidos permitiram inserção na rede de cerca de 10% da potência ativa dos painéis fotovoltaicos, com a otimização dos valores dos indutores, ocorrendo a transferência de potência ativa dos painéis fotovoltaicos para a rede convencional de energia CA. / The purpose of this thesis is the design and development of a delivery system of electricity connected to the network without the use of complex electronic circuits. The electronics system uses a frequency inverter that transfers the active power level voltage and DC current to the level compatible with the mains AC frequency, voltage and phase synchronization. But the project was to develop experimental part the use of suitable inductors with variable values of 200 mH to 500 mH between the PV panels and the conventional network. The maximum current was 20 amperes. We used the principle of impedance matching between the photovoltaic panel and the power supply system CA. So the photovoltaic panel supplies only active power to the grid not interfering with the timing. In the wave of AC voltage and current for a small change in CA level against the symmetry axis of time. Logo is evident in the supply of active power to the grid CA. The results allowed inclusion in the network of about 10% of the active power of photovoltaic panels by optimizing the values of the inductors for the occurrence of power transfer of conventional photovoltaic panels for energy occurs CA.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joao Victor.pdf: 7317082 bytes, checksum: 7f8cbb388454c78491bcd48e0c23e7ef (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Today's highly eletricity dependent society together with the scarcity of conventional energy sources and magnitude of environmental problems brought by them, has raised the level of importance of renewable energy sources such as photovoltaic energy. However, it is necessary to develop new techniques of PV panel production and electronic converters required in their use, as well as the dissemination of such technologies in Brazil. This work contributes to the systematic design of an inverter for photovoltaic systems connected to the mains. The key techniques needed to control these systems are described and analyzed within a common base. Furthermore, this paper describes the hardware design of an inverter for connecting PV panels to the AC mains, allowing an overview of all the steps required for the design of a PV inverter. A new methodology for the design of current controllers for current injection into the grid is presented and the advantages of the proportional resonant controller are shown. This work resulted in a functional inverter with commercially viable features, a total current harmonic distortion of 2.03%, maximum power point operation and in conformance to international regulatory standards. / A dependência quase que imperativa da sociedade atual à energia elétrica aliada à escassez das fontes de energia convencionais e à magnitude dos problemas socioambientais trazidos por elas, tem elevado o nível de importância de fontes renováveis de energia, tais como a fotovoltaica. Entretanto, ainda é necessário o desenvolvimento de novas técnicas de produção de painéis FV e dos conversores eletrônicos necessários ao seu uso, bem como a disseminação dessas tecnologias no Brasil. Este trabalho contribui com a sistematização do projeto de um inversor para sistemas fotovoltaicos conectados à rede CA. São descritas e analisadas, dentro de uma base comum, as principais técnicas de controle necessárias a estes sistemas. Além disso, esse trabalho descreve o projeto de hardware de um inversor para conexão entre painéis FV e a rede CA, possibilitando uma visão global de todas as etapas necessárias para o projeto de um inversor fotovoltaico. É apresentada uma nova metodologia para o projeto dos controladores da corrente injetada na rede e mostra-se as vantagens do controlador proporcional ressonante. Tem-se como resultado um inversor funcional, com características comercialmente viáveis, com uma taxa de distorção harmônica de corrente de 2,03%, funcionamento no ponto de máxima potência e adequado às normas regulatórias internacionais.