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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23608| Título: | Inversor monofásico isolado conectado à rede baseado na topologia boost-full-bridge com redução ativa da ondulação de baixa frequência da corrente de entrada |
| Título(s) alternativo(s): | Isolated single-phase ac grid connected inverter based on the boost-full-bridge converter with active power filter for input current low frequency ripple reduction |
| Autor(es): | Fae, Julio Cesar Moura |
| Orientador(es): | Gules, Roger |
| Palavras-chave: | Inversores elétricos Sistemas de energia fotovoltaica Conversores de corrente elétrica Circuitos de ponte Modulação de fase Sistemas de energia elétrica - Controle Sistemas de energia elétrica - Estabilidade Engenharia de protótipos Electric inverters Photovoltaic power systems Electric current converters Bridge circuits Phase modulation Electric power systems - Control Electric power system stability Prototypes, Engineering |
| Data do documento: | 17-Ago-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | FAE, Julio Cesar Moura. Inversor monofásico isolado conectado à rede baseado na topologia boost-full-bridge com redução ativa da ondulação de baixa frequência da corrente de entrada. 2020. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
| Resumo: | A proposta deste trabalho consiste no desenvolvimento de um inversor monofásico utilizando a topologia boost-full-bridge a partir da metodologia unfolding com redução ativa da ondulação de baixa frequência da corrente de entrada. O conversor proposto é resultado da integração dos conversores full-bridge e do boost-interleaved, através do compartilhamento do mesmo grupo de chaves. A composição destes proporcionou a minimização da quantidade de elementos que constituem o sistema, em comparação às estruturas convencionais, refletindo diretamente na diminuição das perdas nos semicondutores. Foi empregada como estratégia de chaveamento a modulação por deslocamento de fase, possibilitando a operação sob comutação suave, permitindo que se trabalhe em frequências elevadas, resultando em um aumento na densidade de potência. O conversor possui como característica intrínseca a baixa ondulação de corrente de alta frequência, tanto em sua entrada quanto em sua saída, ocasionando uma redução dos filtros. A estrutura permitiu o emprego de técnicas de desacoplamento ativo, sem a inserção de elementos adicionais, diminuindo a capacitância do link CC. O desacoplamento ativo impacta diretamente na capacidade de transferência de potência dos módulos fotovoltaicos e no rendimento relacionado à rastreabilidade do ponto de máxima potência. A topologia em questão demonstra um grande potencial, apresentando alta versatilidade em seu modo de operação e em sua configuração, podendo ser empregada em diversas aplicações, como células de combustíveis e microinversores, que exigem ganho estático elevado e alta capacidade de corrente em sua entrada. Também possui empregabilidade em sistemas que requerem múltiplas fontes de energia, como é o caso de soluções híbridas que utilizam bateria e célula de combustível em sua entrada para fornecer energia em sua etapa de saída, propiciando o controle dos fluxos de potência. Como foco neste trabalho, a aplicação do conversor boost-full-bridge é direcionada para sistemas fotovoltaicos, especificamente em um microinversor. O funcionamento é verificado em simulação e implementação em protótipo de 200W. |
| Abstract: | This Master’s Dissertation consists of the development of a boost-full-bridge topology isolated single-phase inverter with active reduction of the input current low frequency ripple through the unfolding methodology. The proposal results from the combination of the full-bridge and the boost-interleaved converters, sharing the same group of switches. This arrangement afforded to have fewer elements on the system, when comparing to conventional ones, therefore reducing the losses on the semiconductors. The adopted switching strategy was the phase-shifting modulation, which allows the soft switching, enabling the operation under high frequency, increasing the system power density. The current low-frequency ripple generated by this converter, on both input and output, is an intrinsic characteristic that promotes a reduction in its filters. The structure allowed to implement active decoupling techniques without adding new elements só that the DC link capacitance was lowered. This method influences directly the power transfer capability from the photovoltaic modules and the efficiency related to the maximum power point tracking. This topology has great potential, presenting high versatility on its operational modes and configurations, being interesting for several applications, such as fuel cells and microinverters, which require high static gain and current capacity on the input. It is also a good choice for systems requiring multiple power sources, like hybrid solutions utilizing batteries and fuel cells as input to providing energy to the output, since it promotes a good power flow management. The boost-full-bridge is studied with a focus on the photovoltaic system’s application, specifically the microinverter. Simulations and tests in the developed 200W prototype were carried for the proposal evaluation. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23608 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia |
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