Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This Ph.D. Thesis proposes a comparison of modulation techniques, semiconductors devices technologies and topologies for multilevel inverters, in order to point out the multilevel drive system that presents the best performance for a given application. Initially, a
comparison methodology is proposed which is based on selecting the switching frequency where all systems present 99% efficiency. The performance indeces included in this analysis are: semiconductor devices power losses, heat-sink volume, THD, DF1, DF2, common mode voltage and harmonic spectrum. For each topology of multilevel inverter it is made a comparison among the modulation techniques and semiconductor devices to obtain the set
(modulation + semiconductor) that presents better overall performance. After, the comparisons for each topology, a comparison among the sets that present better results is
made, leading to the choice of the best system for a given specific application. The modulation techniques that present the best performance for each multilevel inverter are implemented on an FPGA. Experimental results, such as inverters efficiency and output voltage waveform, are presented for a reduced scale prototype, with the intention of validating the models employed in this Phd Thesis. / Esta Tese de Doutorado propõe a comparação de técnicas de modulação, tecnologias de dispositivos semicondutores e topologias de inversores multiníveis, para realizar o
apontamento do sistema de acionamento de média tensão que apresenta melhor desempenho para uma dada aplicação. Inicialmente é proposta uma metodologia de comparação, que tem como objetivo encontrar a frequência de comutação na qual cada sistema apresenta 99% de rendimento. Os índices de desempenho propostos para análise são: perdas nos dispositivos semicondutores, volume do dissipador, THD, DF1, DF2, tensão de modo comum e espectro harmônico. Para cada topologia de inversor multinível é efetuada uma comparação entre as técnicas de modulação e os dispositivos semicondutores selecionados, para determinar o conjunto (modulação + semicondutor) que apresentam os melhores resultados nos índices de desemplenho supracitados. Após as comparações para cada topologia, é realizada uma
comparação entre os conjuntos que apresentaram melhor resultado, levando ao apontamento do sistema mais adequado para uma dada aplicação. As técnicas de modulação que
apresentaram melhor desempenho para cada inversor multinível são implementadas em FPGA. Os resultados experimentais como rendimento dos inversores e formas de onda das tensões de saída são apresentados para protótipos de escala reduzida, objetivando validar alguns dos modelos empregados na Tese.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3666 |
| Date | 24 August 2010 |
| Creators | Zambra, Diorge Alex Báo |
| Contributors | Pinheiro, José Renes, Rech, Cassiano, Pinheiro, Humberto |
| 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, 5979e88f-0899-4b78-afd6-cb650a3ececd, ad8c280b-d9d4-479c-a902-2650670eed5d, 0eff1f5c-63dc-4c86-a76c-a1128768b344, f19e5179-713f-484c-97b3-fbd5a2eeb941 |
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