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Contribui??es ? estrat?gia de controle sem detec??o de harm?nicos aplicada a um filtro ativo de pot?ncia paraleloSousa, Raphaell Maciel de 24 November 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-11-24 / Os esquemas de controle convencionais aplicados em Filtros Ativos de Pot?ncia
Paralelos (FAPPs) utilizam extra??o de ham?nicos, de modo que o desempenho da
compensa??o depende da velocidade e precis?o com que os componentes harm?nicos da
carga n?o linear s?o identificados. O FAPP pode ser implementado sem o uso de extratores
de harm?nicos. Neste caso, a compensa??o dos componentes harm?nicos ? obtida
a partir do balan?o de pot?ncia do sistema. O desempenho da compensa??o no caso em
que o balan?o de pot?ncia ? utilizado depende da velocidade com que o sistema entra em
estado de equil?brio. Neste caso, as correntes de fase s?o indiretamente reguladas por um
controlador de dupla sequ?ncia (Double sequence controller - DSC) com dois graus de
liberdade, cujo o princ?pio do modelo interno (internal mode principle - IMP) ? utilizado
para evitar transforma??es de coordenadas e garantir erro nulo em regime permanente.
Adicionalmente o DSC apresenta robustez quando o FAPP opera sob condi??es de desbalanceamento.
Al?m disso, o FAPP implementado sem esquemas de detec??o compensam
simultaneamente harm?ncos e reativos da carga. Suas capacidades de compensa??o, entretanto,
s?o limitadas pela pot?ncia dispon?vel no conversor do FAPP. Tal restri??o pode
ser minimizada se o n?vel de pot?ncia reativa compensada for flexibilizado. Um esquema
de estima??o que determina as correntes do filtro ? introduzido para conferir flexibilidade
na compensa??o de reativos da carga. Resultados experimentais s?o apresentados para
demonstrar o desempenho do sistema proposto. / The conventional control schemes applied to Shunt Active Power Filters
(SAPF) are Harmonic extractor-based strategies (HEBSs) because their effectiveness depends
on how quickly and accurately the harmonic components of the nonlinear loads
are identified. The SAPF can be also implemented without the use of the load harmonic
extractors. In this case, the harmonic compensating term is obtained from the system active
power balance. These systems can be considered as balanced-energy-based schemes
(BEBSs) and their performance depends on how fast the system reaches the equilibrium
state. In this case, the phase currents of the power grid are indirectly regulated by double
sequence controllers with two degrees of freedom, where the internal model principle is
employed to avoid reference frame transformation. Additionally the DSC controller presents
robustness when the SAPF is operating under unbalanced conditions. Furthermore,
SAPF implemented without harmonic detection schemes compensate simultaneously harmonic
distortion and reactive power of the load. Their compensation capabilities, however,
are limited by the SAPF power converter rating. Such a restriction can be minimized
if the level of the reactive power correction is managed. In this work an estimation scheme
for determining the filter currents is introduced to manage the compensation of reactive
power. Experimental results are shown for demonstrating the performance of the proposed
SAPF system.
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Estudo, modelagem e simulação de um inversor de comutação suave para aplicação em filtros ativos de potência monofásicos / A study, modeling and simulation of a soft-switched inverter for an AC single-phase active power filterAlex Antonio Affonso 24 July 2007 (has links)
Este trabalho tem como principal objetivo apresentar um estudo, uma modelagem e uma simulação de um inversor de comutação suave para aplicação em um filtro ativo para instalações de baixa e média potência. Inicialmente apresenta uma revisão bibliográfica sobre inversores de comutação suave, onde os mesmos são classificados em função do local onde o circuito auxiliar de comutação suave está inserido, gerando três classificações básicas: comutação de linha, comutação de carga e comutação de chave. Três processos de comutação suave são apresentados: comutação em zero de tensão, comutação em zero de corrente e comutação em zero de corrente e zero de tensão. Dentro deste contexto apresentam-se as diversas topologias de inversores de comutação suave. Uma análise de comutação de um inversor em um filtro ativo monofásico é apresentada e o inversor ZCT com duas chaves auxiliares é selecionado para ser aplicado no referido filtro. Uma modelagem completa do inversor ZCT com duas chaves auxiliares é apresentada e corroborada pela comparação dos resultados de simulação obtidos a partir do modelo teórico com os resultados obtidos por meio de simulações realizadas no SPICE. A Modelagem do inversor ZCT com duas chaves auxiliares culmina em uma nova metodologia de projeto, onde é possível determinar com grande exatidão a máxima corrente de carga para a qual o inversor ainda opera no modo ZCT. Diversas simulações realizadas no Simulink/Matlab e no SPICE comprovam as comutações suaves em zero de corrente nas chaves do inversor e também o desempenho dinâmico do mesmo quando operando em um filtro ativo paralelo. / This work shows the study, the selection and the analysis of a soft-switched inverter for an ac single-phase active power filter. For this, various topologies of the soft-switched inverters are classified based upon the location of the auxiliary circuit and the topology that achieves the goals for application in the active power filter is selected. Three commutation processes are presented: zero voltage switching (ZVS), zero current switching (ZCS) and zero current and zero voltage switching (ZCZVS). The ZCT inverter with 2 auxiliaries switches is selected for the application in an ac single-phase active power filter: this topology reduces the turn-on losses and practically eliminates the turn-off losses of all IGBTs of the inverter. Some new guidelines to project the ZCT inverter with 2 auxiliaries switches are presented, achieving an accurate calculation of the maximum load current for operation in ZCT. The results of the simulation from Simulink/Matlab and SPICE prove some goals of the ZCT inverter: the ZCT inverter with 2 auxiliaries switches reduces the total losses when compared with the hard-commutation inverter and the dynamic performance of the ZCT inverter applied in an ac single-phase active power filter is showed.
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Gerador de indução com excitação estática, filtro ativo e armazenamento de energia para sistemas eólicos isolados / Induction generator with static excitation, active filter and energy storage for stand-alone wind systemsTrapp, Jordan Gustavo 01 March 2013 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The growing global demand for electricity, increasing scarcity of the conventional
energy sources and the need to reduce environmental impacts contributed to the pronounced
development of new technologies based on clean and renewable energy sources. In this
context, the wind power is the technology that has had a greater development in recent
decades. This source has played an important role in the advancement of alternative sources in
the world energy matrix, because the technology is already consolidated and is economically
viable. Accompanying the technological development of the alternative sources, the induction
generator has stood out among the generators with the technology best suited to generating
electricity for isolated energy systems. With this motivation, this thesis proposes a new
configuration for an isolated wind energy conversion system using variable speed turbines, in
which the induction generator is electronically excited by means of a static compensator.
Also, the generator is associated to a shunt active filter for compensation of non-linear and
unbalanced loads, and with a battery bank for energy storage and DC bus stabilization. It is
also discussed the main problems with the induction generator related to the magnetization
characteristic and its dynamic model, and the proposed solutions to mitigate these problems.
The results confirm the effectiveness of the proposed wind energy conversion system,
showing its operational capability with variable load and variable turbine speed. Finally it is
presented the main conclusions of this work and suggestions for future works in the same line
of research. / O crescente aumento da demanda mundial de energia elétrica, a escassez cada vez
maior das fontes convencionais de energia e a necessidade de redução dos impactos
ambientais contribuíram para o acentuado desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em
fontes limpas e renováveis. Neste contexto, a energia eólica foi uma das tecnologias que mais
se desenvolveu nas últimas décadas. Esta fonte tem desempenhado importante papel no
avanço das fontes alternativas na matriz energética mundial, pois é uma tecnologia já
consolidada e viável economicamente. Acompanhando o desenvolvimento tecnológico das
fontes alternativas, o gerador de indução tem se destacado dentre as tecnologias de geradores
mais adequadas para sistemas isolados de geração de energia elétrica. Com esta motivação,
esta tese propõe uma nova configuração de conversão de energia eólica isolada, utilizando
turbinas de velocidade variável, na qual o gerador de indução é excitado eletronicamente por
meio de um compensador estático. Ainda mais, o gerador é associado a um filtro ativo shunt
para a compensação de cargas não-lineares e desbalanceadas e a um banco de baterias para
armazenamento de energia e estabilização do barramento cc, comum aos conversores. São
discutidos os principais problemas relacionados ao gerador de indução para esta aplicação
através da característica de magnetização e do seu modelo dinâmico, com as soluções
propostas para mitigar estes problemas. Os resultados práticos e de simulação obtidos
comprovam a efetividade da configuração de conversão de energia eólica proposta, mostrando
a capacidade de operação do gerador com carga variável e velocidade variável da turbina. Por
fim são apresentadas as principais conclusões e sugestões para trabalhos futuros na mesma
linha de pesquisa.
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Filtro Ativo Trifásico Shunt com Número Reduzido de IndutoresGomes, Zariff Meira 24 July 2015 (has links)
Submitted by Maria Suzana Diniz (msuzanad@hotmail.com) on 2015-11-05T13:46:16Z
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Previous issue date: 2015-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents an active power filter for three-phase three-wire systems without an
inductor when compared to the usual structure of a shunt active power filter. For the
determination and control of the references it was used the Park’s transformation, it means
that all control was done in synchronous axes. The active filter of this work is in parallel
configuration acting therefore as a current source and should correct the power factor
and current harmonics selectively of the power grid. Simulation results were presented
validating the control strategy. / Neste trabalho é apresentado um filtro ativo de potência trifásico para sistemas a trifásicos
a três fios com um indutor a menos em comparação com a estrutura usual de um filtro
ativo shunt. Para a determinação das referências e controle foi utilizada a transformada
de Park, ou seja, todo o controle foi feito em eixos síncronos. O filtro ativo deste trabalho
está na configuração paralela funcionando, portanto, como uma fonte de corrente e deverá
corrigir o fator de potência e harmônicos de corrente da rede elétrica, estes últimos de
forma seletiva. Foram apresentados resultados de simulação validando a estratégia de
controle.
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Análise de um compensador estático paralelo monofásico visando a melhoria do fator de potência / Analysis of a parallel phase static compensatorAndrade, Adson íkaro Silva Leite de 17 November 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-11-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work consists of developing a control system power factor through the use of a parallel active filter. To this end, the control system of the filter is composed of an outer voltage loop and an inner current loop, based on PI controllers. For its development, it was observed that the application of parallel active filters offered by the literature, where it was realized that this type of filter is often used to correct the power factor for the development of control technique were made in modeling system and their analysis in steady state, after, the modeled system, the controllers were implemented and validated by numerical simulation using a test bench where he was led via DSP algorithm implemented PWM technique to control and command keys potency. / Este trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de controle do fator de potência através da utilização de um filtro ativo paralelo. Para tal, o sistema de controle do filtro é composto por uma malha externa de tensão e uma malha interna de corrente, baseadas em controladores PI. Para o desenvolvimento do mesmo, observaram-se as aplicações dos filtros ativos paralelos oferecidos pela literatura, onde se percebeu que esse tipo de filtro é bastante utilizado para a correção do fator de potência, para o desenvolvimento da técnica de controle foram feitas as modelagens do sistema e as suas respectivas análises em regime permanente, após, modelado o sistema, os controladores foram implementados via simulação numérica e validados através de uma bancada de teste comandada via DSP onde foi implementado o algoritmo de controle e a técnica PWM para o comando das chaves de potência.
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Topologias de filtros híbridos de potência com número reduzido de chavesSILVA FILHO, Luís Rodrigues da 30 January 2015 (has links)
Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-01T13:09:14Z
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Previous issue date: 2015-01-30 / CAPES / Atualmente, um grande número de computadores e outras cargas elétricas sensíveis
ligadas à rede elétrica são diretamente afetados por problemas de qualidade de energia. Uma das questões mais importantes está relacionada com as correntes harmônicas geradas pelo aumento do número de cargas não-lineares conectadas ao sistema elétrico, tais como retificadores a diodo e tiristores. Como consequência, estes harmônicos podem causar distorções na tensão, perdas adicionais no sistema de energia e mau funcionamento de equipamentos eletrônicos sensíveis. A literatura apresenta diferentes topologias de filtros híbridos de potência visando a compensação harmônica de corrente. Este trabalho apresenta o estado da arte de algumas topologias, realizando uma análise comparativa entre elas. Em comum, todas as topologias possuem um reduzido número de chaves. Adicionalmente, é apresentada uma nova topologia chamada six-switch two-leg hybrid power filter, que além de apresentar um número reduzido de chaves quando comparada a outras topologias com dupla compensação, é capaz de fornecer compensação total, mesmo para cargas com um alto conteúdo harmônico. Os resultados experimentais são apresentados para um protótipo, a fim de demonstrar que o desempenho de compensação harmônica da proposta cumpre a norma IEEE 519. / Nowadays, a large number of computers and other sensitive electrical loads connected to the power grid are directly affected by power quality problems. One of the most important issues is related to current harmonics generated by the increasing number of nonlinear loads connected to the power grid, such as diode and thyristor front-end rectifiers. As consequence, these harmonics can cause voltage distortions, additional losses in the power system and malfunction of sensitive electronic equipment. The literature presents several hybrid power filters topologies, aiming current harmonic compensation. This work presents some state of - art topologies with reduced number of switches and performs a comparative analysis among them. Additionally, a six-switch two-leg hybrid power filter topology, that presents a reduced number of switches when compared with dual topologies, is proposed. The solution is capable of providing fully compensation even for loads with high harmonic content. Experimental results, obtaneid by a prototype, are presented in order to demonstrate that the harmonic compensation performance meets the IEEE 519 standard.
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Aplicação do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica para auxiliar na redução de Harmônicos de correnteCcarita, Juan Carlos Colque January 2017 (has links)
Orientador: Prof. Dr. José Luis Azcue Puma / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / Nas ultimas decadas, a utilização de cargas não lineares foi crescendo por causa
das vantagens que oferecem, mas esse aumento acabou gerando efeitos adversos na
qualidade da corrente da rede eletrica, quando estas duas estão em paralelo, afetando
assim parametros de amplitude, forma de onda, frequencia e/ou simetria. Sendo os
harmonicos, geradores de distorção e prejudicando especificamente o parametro da forma
de onda, dependendo da carga e do numero de fases utilizadas. Nesta presente dissertação e apresentado o estudo de um sistema fotovoltaico com funçõess de filtro de harmonicos
de corrente com o objetivo de não somente injetar potencia ativa na rede eletrica, se não,
tambem de compensar os harmonicos que sao gerados pela carga (nao linear) e, comparar
com um sistema fotovoltaico convencional tambem conectado à rede eletrica. O conversor
Boost conectado diretamente com o arranjo fotovoltaico possui a função de rastrear o
ponto de maxima potencia, empregando duas malhas de controle (a primeira para o
controle de corrente utilizando o controlador 2P2Z e a outra para o controle de tens~ao
utilizando o controlador PI), entanto que, o inversor trifasico tem a função de controlar a
tensão no barramento CC, injetar potencia ativa na rede eletrica e filtrar as harmonicas de
corrente geradas pela carga não linear. Na simulassão empregados tres tipos de carga,
sendo uma linear R e duas não lineares RL e RC com retificador. Dessa forma, pode-se
realizar a comparação entre os resultados obtidos para cada tipo de carga nos diferentes
sistemas, e assim, analisar o espetro de frequencia da corrente na rede eletrica com a
ferramenta FFT Analysis de Matlab, e tambem verifiar a diferença entre as potências
ativa e reativa (do inversor trifásico, da carga e da rede eletrica) nas diferentes simulações.
Verificou-se atraves dos resultados das simulações que a incorporação das funções de filtro
no inversor fotovoltaico auxiliou na redução dos harmônicos de corrente, gerados pela
carga não linear, injetados na rede elétrica. / With the advancements of communication technology and the constant need for
high rates of data transfer, wireless communication is consistently the main and favorite
option for the most kind of applications. By combining agility, performance and
fast installation, it is often found in control systems, audio and television systems,
internet access, etc. However, due to the imperfections and noise in the channel, this
communication requires an eficient modulation and an adequate protection against
errors in the data transmission. The IEEE 802.11g standard, also used in practically
all modern communication systems and widely difused by the networks known as
WiFi, appears as a perfect solution, since it allows to align robust and eficient techniques
such as OFDM modulation and Convolutional coding. Using digital concept
and the dynamic behavior of wireless communication, the concept of SDR (Software
Dened Radio) becomes an interesting and powerful tool because the possibility of
simulation and implementation of transceivers for several applications in a single
device. This project aims to make a wireless IEEE 802.11g communication system
using Software Defined Radios focusing on low cost radios and high performance to
make the interface between the real world and the digital signal processing.
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Filtro ativo de potência paralelo trifásico utilizando a técnica de controle por ciclo.Lucena, Daiana Correia de 29 July 2015 (has links)
Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-07-26T17:27:31Z
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Previous issue date: 2015-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The high use of reactive and non linear loads connected to the power grid have been led to a growing concern about power quality and this have been promote development of controlled rectifiers and parallel active filters using different control techniques. At this work is done a review of One Cycle Control (OCC) technique, applied to a Parallel Active Power Filter, instead other control techniques, implemented over DSP. The control strategy guarantee the unity power factor and the reduction of harmonics currents, in this system no grid voltage sensors are used. The validation of this work occurred through simulations in the software PSCAD and experimental results to settings of a parallel active power filter with a nonlinear and unbalanced load and for a a nonlinear and balanced load with a power grid which have common mode voltage. / A elevada utilização de cargas não lineares e reativas conectadas à rede elétrica têm levado a uma preocupação crescente com questões relacionadas à qualidade de energia, impulsionando a aplicação de diferentes técnicas de controle na operação de retificadores controlados e filtros ativos. Neste trabalho é feita uma avaliação da técnica de controle por ciclo (OCC – One Cycle Control) aplicada a um filtro ativo de potência paralelo, como alternativa a outras técnicas utilizadas para correção do fator de potência e distorções harmônicas, implementado através de um DSP. A estratégia de controle garante o fator de potência próximo à unidade e a redução de distorções harmônicas na corrente, não sendo utilizados sensores de tensão na rede. A validação do método utilizado ocorreu através de simulações no software PSCAD/EMTDC e resultados experimentais para cenários de um filtro ativo de potência paralelo com carga não linear e desbalanceada, e carga não linear e balanceada tendo como alimentação uma fonte de tensão que inclui uma componente de modo comum.
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Implementa??o experimental de filtro ativo paralelo de pot?ncia com aplica??o a gerador de indu??o trif?sicoSilva, Paulo Vitor 28 June 2010 (has links)
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Previous issue date: 2010-06-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work describes the experimental implementation of a shunt active power filter applied to a three-phase induction generator. The control strategy of active filter turned to the excitation control of the machine and to decrease the harmonics in the generator
output current. Involved the implementation of a digital PWM switching, and was made a comparison of two techniques for obtaining the reference currents. The first technique is based on the synchronous dq reference method and the second on the theory of instantaneous power. The comparison is performed via simulation and experimental results. To obtain the experimental results, was mounted a bench trial and the control and communications needed were implemented using DSP - MS320F2812. The simulation results and experimental data proved the efficiency of the filter to apply, highlighting the technique of instantaneous power / Este trabalho descreve a implementa??o experimental de um filtro ativo paralelo de pot?ncia aplicado a um gerador de indu??o trif?sico. A estrat?gia de controle do filtro ativo voltou-se para o controle de excita??o da m?quina e para a minimiza??o dos harm?nicos na corrente de sa?da do gerador. Envolveu a implementa??o de um chaveamento PWM digital, tendo sido realizada a compara??o de duas t?cnicas para obten??o das correntes de refer?ncia. A primeira t?cnica se baseia no m?todo referencial s?ncrono dq e a segunda na teoria das pot?ncias instant?neas. A compara??o ? realizada via simula??o e resultados experimentais. Para obten??o dos resultados experimentais, foi montada uma bancada experimental e o controle e comunica??es necess?rias foram implementados utilizando-se um DSP - TMS320F2812. Os resultados de simula??o e experimentais obtidos comprovaram a efici?ncia do filtro para a aplica??o, com destaque para a t?cnica das pot?ncias instant?neas
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Estrat?gia de controle robusto para filtro ativo paralelo sem detec??o de harm?nicos de correntesSousa, Raphaell Maciel de 11 February 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-02-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / 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 / Resumo: As estrat?gias de controle convencionais de filtros ativos de pot?ncia paralelos
(FAPP) empregam esquemas de detec??o de harm?nicos em tempo real, usualmente
implementados com filtros digitais. Isso aumenta o n?mero de sensores na estrutura do
filtro, o que resulta em altos custos. 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 artigo 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 FAPP. 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). No VS?APPC, o princ?pio do modelo interno (IMP)
de refer?ncia ? usado para eliminar o erro em regime permanente das correntes 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 FAPP com uma
resposta transit?ria r?pida e robustez a incertezas param?tricas. Resultados experimentais
s?o mostrados para demonstrar a efic?cia do sistema de controle proposto para o FAPP
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