Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Ph. D. Thesis presents a in deep study of the mechanism of resonant transition soft-switching techniques. By means of the principles that rules the PWM resonant transition converters, a novel tool for analysis and synthesis have been
developed. This novel tool also permit to be verified some of the main factors that made possible to he ZVT technique to achieve its technology level. By means of this tool and with the definition of the basic requirements of the resonant transition converters a new concept concerning the ZCZVT technique have been generated, the ZCZVT converters with discontinuous auxiliary voltage source . The development of this new concept gives rise to a new family of ZCZVT converters with magnetically coupled auxiliary circuit. It also allowed a better perspective of the ZCZVT converters characteristics, advantages, drawbacks and limitations, which
contributed significantly with the grown of the technology. Two of the six topologies with bi-directional auxiliary circuits proposed in the thesis have been mathematically
analised. A design methodology based on constrains and dynamic characteristics of the IGBT and diode semiconductors under ZCS and ZVS conditions have been presented. Finally, experimental results proved the efficiency gain of the novel
ZCZVT inverters with magnetically coupled auxiliary circuit. The ZCZVT inverter with magnetically coupled auxiliary circuit prototype have been compared with its Undeland snubber counterpart, presenting an efficiency of about 4% superior. It
corroborates to the thesis proposal of developing novel topologies with better performance and simplicity. / O presente trabalho apresenta um estudo aprofundado do mecanismo de comutação presente nas técnicas de comutação suave com transição ressonante. Por meio da definição dos princípios que governam as comutações dos conversores PWM com transição ressonante, desenvolveu-se uma nova ferramenta para análise e síntese de novos circuitos com características aperfeiçoadas. Também através desta ferramenta de análise pode-se verificar alguns dos principais fatores que possibilitaram o amadurecimento da técnica de comutação ZVT. Com esta ferramenta e com a definição dos requisitos básicos para a operação dos conversores com transição ressonante foi gerado o conceito de conversores ZCZVT com fonte auxiliar descontínua. O desenvolvimento deste conceito deu origem a uma nova
família de conversores ZCZVT com acoplamento magnético. O desenvolvimento de uma nova família de conversores ZCZVT permitiu uma melhor percepção das características destes circuitos e o amadurecimento da técnica de comutação suave
ZCZVT. Duas das seis topologias de circuitos auxiliares bidirecionais propostas na tese para os novos inversores ZCZVT monofásicos com acoplamento foram analisadas matematicamente. Uma metodologia de projeto para estes inversores foi apresentada. Esta metodologia é baseada em restrições obtidas das características dinâmicas dos IGBTs e dos diodos que operam sob comutação em zero de corrente
(ZCS) e zero de tensão (ZVS). Por fim, foram apresentados resultados experimentais que comprovam o ganho de eficiência do inversores ZCZVT com acoplamento
magnético e circuitos auxiliares em derivação proposto. O protótipo do inversor ZCZVT foi comparado experimentalmente com um inversor utilizando snubber de Undeland, apresentando uma eficiência em média 4% superior. O que corroborou com a proposta inicial de desenvolver topologias ZCZVT com desempenho melhorado e maior simplicidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3655 |
| Date | 10 March 2008 |
| Creators | Martins, Mário Lúcio da Silva |
| Contributors | Hey, Hélio Leães, Pinheiro, José Renes, Stein, Carlos Marcelo de Oliveira, Silva, Edison Roberto Cabral da, Russi, Jumar Luís |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300400000007, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 2cf84cef-ab28-4e40-8cfc-29890f1dbfd7, 054fe3cd-fe66-4c87-aaeb-5f900ba5f279, 77810884-d24e-48aa-9dd1-ccb98461bd75, 3c52a9bc-df70-4402-903b-348416e29e01, 6c5da8f8-adb5-46de-8671-b688bfb7f0a2, b10d17e3-3f97-49ca-88be-5e51518c059d |
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