Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-21T17:18:48Z No. of bitstreams: 1 JOÃO HELDER GONZAGA MUNIZ DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEEI) 2016.pdf: 5964138 bytes, checksum: e0f1b793c6851d1c5ab1ec454862dfae (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T17:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO HELDER GONZAGA MUNIZ DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEEI) 2016.pdf: 5964138 bytes, checksum: e0f1b793c6851d1c5ab1ec454862dfae (MD5) Previous issue date: 2016-11-14 / Os inversores multiníveis foram introduzidos como uma alternativa para o aumento da qualidade e da eficiência dos sistemas alimentados por inversores. Dependendo do nível de tensão c.c. do barramento aplicado ao inversor, pode ser inevitável a utilização de topologias multi-níveis. Estas topologias possibilitam a redução da tensão sobre cada um destes dispositivos. Contudo, uma quantidade maior de interruptores não só aumenta o custo final do inversor, como também requer o uso de estratégias mais complexas de modulação e controle. Ainda, alguns pontos inerentes aos inversores multiníveis como: redução da tensão de modo-comum, tolerância à faltas e desbalanceamento das tensões dos capacitores, entre outros, precisam ser investigados. Neste cenário, são de muito interesse os estudos de novas topologias multiníveis, além de novas técnicas de modulação simplificadas. Neste trabalho serão estudados inversores multiníveis com diferentes princípios de operação, abordando topologias híbridas formadas pelo empilhamento de células dois níveis. A primeira delas, consiste de um inversor monofásico de quatro níveis em ponte. Este inversor é composto de um braço de dois níveis e um braço de três níveis apresentando mesma tensão de bloqueio para todas as haves. Na segunda topologia, os pontos centrais de cada um dos braços são conectados ao mesmo ponto, com o braço externo envolvendo o interno, representando uma estrutura pouco investigada. Esta topologia necessita de chaves bidirecionais para tornar possível seu correto funcionamento. É feito ainda um estudo de um inversor de 2/3 níveis, onde é proposto um algoritmo de modulação simplificado, onde consegue-se uma significativa redução no número de operações realizados. Por fim, é estudado um inversor multinível simétrico híbrido baseado nas topologias meia-ponte e ANPC, onde são propostas duas alterações na topologia que juntamente com a modificação do padrão de chaveamento, fornece um melhor controle no balanceamento das tensões dos capacitores, além de reduzir a quantidade de fontes c.c. utilizadas pelo mesmo. / Multilevel inverters are an alternative for both quality and efficiency increase of inverter fed systems. Depending on the voltage level c.c. of the bus applied to the inverter, the usage of multilevel topologies is inevitable. Those topologies reduce the voltage over each of those devices. However, a higher quantity of switches increases the inverters final cost, and requires more complex approaches for control and modulation. Also, few inherent aspects of the multilevel inverters including: reduction of the common-mode voltage, fault tolerance and unbalance capacitors voltages, among other, need to be investigated. In this scenario, new multilevel topologies have great interest, also with new and simplified modulation techniques. In this work we study multilevel inverter with different operational principles, formed by formed by stacking two levels cells. The first one, consist of a single-phase inverter with a four level bridge. This inverter is composed of a two level leg and a three level leg, presenting the same blocking voltage for all the switches. In the second topology, every central point of each of the leg is connected into a common single point, with the extern leg over the intern one, a structure poorly studied. This topology needs bidirectional switches for a correct well function. A study of the 2/3 level inverter is done, in which a signicant redution of the operation numbers is a chieved. Finally, a hybrid symmetricmultilevel inverter is studied based on both half-bridge and ANPC topologies, in which two changes in the topology are proposed alongside with some changes in the switching standard. This provides a better control in the capacitors voltage balance, and reduces the amount of sources c.c. used by them.

The stacking of membrane electrode assemblies (MEA) and bipolar plates is a key process in fuel cell stack production, in which requirements for high accuracy and shortest possible process time must be taken into account. In this paper technical systems for fuel cell stack assembly are analysed regarding means for handling, gripping and alignment of the components. The different methods are compared and evaluated, followed by a novel system allowing for an on-the-fly measurement of the position / Das Stapeln von Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) und Bipolarplatten ist ein Schlüsselprozess in der Brennstoffzellen-Stack-Produktion, bei dem die Anforderungen an eine hohe Genauigkeit und eine möglichst kurze Prozesszeit berücksichtigt werden müssen. In diesem Beitrag werden technische Systeme für die Montage von Brennstoffzellenstapeln hinsichtlich der Handhabung, des Greifens und der Ausrichtung der Komponenten analysiert. Die verschiedenen Methoden werden verglichen und bewertet, gefolgt von einem neuartigen System, das eine on-the-fly Messung der Position ermöglicht.