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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40198| Título: | Desenvolvimento de um inversor trifásico de três braços a quatro fios |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a three-phase three-leg four-wire inverter |
| Autor(es): | Fernandes, Fabio Wesley |
| Orientador(es): | Cardoso, Rafael |
| Palavras-chave: | Inversores elétricos Barramentos Controladores elétricos Modulação (Eletrônica) Electric inverters Bus conductors (Electricity) Electric controllers Modulation (Electronics) |
| Data do documento: | 5-Dez-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | FERNANDES, Fabio Wesley. Desenvolvimento de um inversor trifásico de três braços a quatro fios. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025. |
| Resumo: | Este Trabalho de Conclusão de Curso apresenta o estudo, o projeto e a implementação de um inversor trifásico de três braços a quatro fios com barramento dividido, voltado à operação em sistemas fotovoltaicos autônomos. A motivação está na necessidade de converter a tensão contínua em alternada com qualidade adequada, reduzindo harmônicos e atendendo às normas aplicáveis. Inicialmente, realiza-se uma revisão bibliográfica sobre princípios de operação, estratégias de controle e aplicações da topologia adotada. Em seguida, estuda-se a modulação por vetores espaciais (SVM) como técnica de acionamento e são projetadas as malhas de controle visando à operação off-grid. O desempenho dinâmico do sistema em malha fechada é avaliado por meio de simulações numéricas, as quais subsidiam o dimensionamento dos dispositivos de potência e do filtro LC de saída. Por fim, apresenta-se a implementação em ambiente laboratorial e a comparação entre resultados experimentais e previsões obtidas nas simulações. Os resultados experimentais indicam que o protótipo é capaz de fornecer tensão eficaz de 127 V fase–neutro e 220 V fase–fase, com potência de saída próxima de 3 kW e distorção harmônica total de tensão e corrente dentro dos limites máximos de 8% e 10%, estabelecidos, respectivamente, pela norma IEEE 519/2022 e pela Portaria do INMETRO adotada no projeto. Tais resultados mostram que a abordagem proposta atende aos requisitos de qualidade de energia e fornece um roteiro integrado, da fundamentação teórica à validação prática, para a aplicação desta topologia em sistemas fotovoltaicos. |
| Abstract: | This Undergraduate Thesis presents the study, design, and implementation of a three-phase, three-leg, four-wire inverter with a split DC bus, intended for standalone photovoltaic applications. The motivation stems from the need to convert DC power into AC with suitable power quality, reduced harmonic distortion, and compliance with relevant standards. First, a bibliographical review is conducted to discuss the operating principles, control strategies, and main applications of the selected topology. Then, space vector modulation (SVM) is adopted as the switching strategy, and current and voltage control loops are designed to enable off-grid operation. The closed-loop dynamic performance of the system is evaluated through numerical simulations, which support the design of the power stage and the output LC filter. Finally, a laboratory prototype is implemented, and the experimental results are compared with the simulation predictions. The results indicate that the prototype is able to deliver an RMS line-to-neutral voltage of 127 V and an RMS line-to-line voltage of 220 V, with output power close to 3 kW and total harmonic distortion of voltage and current within the maximum limits of 8% and 10%, respectively, as required by IEEE 519:2022 and by the INMETRO ordinance adopted in the project. These results demonstrate that the proposed approach satisfies the adopted power-quality requirements and provides an integrated guideline from theoretical foundation, modelling and control design to experimental validation for the practical application of this inverter topology in photovoltaic systems. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40198 |
| Aparece nas coleções: | PB - Engenharia Elétrica |
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