Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas
Ano de defesa: | 2012 |
---|---|
Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , , |
Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
|
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
|
Departamento: |
Engenharia Elétrica
|
País: |
BR
|
Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3674 |
Resumo: | In this thesis an study of AC Power Source (ACPS) topologies that guarantee the synthesis of high quality voltage waveforms (in comparison to the reference signal) without penalizing the system efficiency is carried out. It must be highlighted that these features can be achieved by employing hybrid topologies, which are composed of a switched-mode power amplifier and a linear power amplifier (LPA). The former amplifier (called main amplifier) processes almost the entire load power, while the second one (called correction amplifier) is responsible for the compensation for any distortion at the output voltage waveform, thus, processing a small amount of the load power. In this way, it is possible to combine both the high efficiency of switched-mode power amplifiers with high quality voltage waveforms characteristic of linear power amplifiers. This work is mainly focused on hybrid topologies in series configuration (series connection between main and correction amplifiers). This allows to employ a low voltage/low power LPA. It must be noticed that this configuration is especially suitable for ACPS applications, when, for example, the mains voltage is intended to be emulated (including high order harmonics, controlled disturbances, etc.), since the LPA experiences low voltage levels in comparison to those synthesized by the ACPS. Throughout the thesis are proposed and theoretically/ experimentally analyzed two novel ACPS topologies, which employ multilevel inverters as main amplifier. The analysis take into account the operation, modulation strategy and design methodology of the power and control circuits (of both main and correction amplifiers). Experimental results are presented (Total Harmonic Distortion and converter efficiency) in order to validate the proposed approach. |
id |
UFSM_8a5f0da6b6e98534cc488f4c66a1ce94 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufsm.br:1/3674 |
network_acronym_str |
UFSM |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
repository_id_str |
|
spelling |
2017-06-012017-06-012012-12-20BELTRAME, Rafael Concatto. AC power sources: contributions to study and development of hybrid topologies. 2012. 195 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3674In this thesis an study of AC Power Source (ACPS) topologies that guarantee the synthesis of high quality voltage waveforms (in comparison to the reference signal) without penalizing the system efficiency is carried out. It must be highlighted that these features can be achieved by employing hybrid topologies, which are composed of a switched-mode power amplifier and a linear power amplifier (LPA). The former amplifier (called main amplifier) processes almost the entire load power, while the second one (called correction amplifier) is responsible for the compensation for any distortion at the output voltage waveform, thus, processing a small amount of the load power. In this way, it is possible to combine both the high efficiency of switched-mode power amplifiers with high quality voltage waveforms characteristic of linear power amplifiers. This work is mainly focused on hybrid topologies in series configuration (series connection between main and correction amplifiers). This allows to employ a low voltage/low power LPA. It must be noticed that this configuration is especially suitable for ACPS applications, when, for example, the mains voltage is intended to be emulated (including high order harmonics, controlled disturbances, etc.), since the LPA experiences low voltage levels in comparison to those synthesized by the ACPS. Throughout the thesis are proposed and theoretically/ experimentally analyzed two novel ACPS topologies, which employ multilevel inverters as main amplifier. The analysis take into account the operation, modulation strategy and design methodology of the power and control circuits (of both main and correction amplifiers). Experimental results are presented (Total Harmonic Distortion and converter efficiency) in order to validate the proposed approach.Nesta Tese é realizado um estudo acerca das principais topologias de fontes CA de potência (AC Power Source ACPS), que garantem a síntese de formas de onda de tensão de alta fidelidade (com respeito ao sinal de referência) sem, no entanto, comprometer o rendimento do sistema. Salienta-se que essas características podem ser obtidas por topologias híbridas, compostas pela associação de um amplificador chaveado com um amplificador linear. Enquanto o primeiro (denominado de amplificador principal) processa praticamente a totalidade da energia fornecida à carga, o segundo (denominado de amplificador de correção) é responsável apenas por correções na forma de onda de saída, processando, assim, uma pequena parcela de energia. Então, torna-se possível aliar o alto rendimento característico dos conversores chaveados à alta qualidade da forma de onda associada aos amplificadores lineares. O trabalho é direcionado, principalmente, a topologias híbridas em configuração série (conexão série entre o amplificador principal e o amplificador de correção), de modo que amplificadores de correção de baixa tensão/baixa potência possam ser empregados. Destaca-se que essa configuração é especialmente adequada a aplicações com ACPSs, quando, por exemplo, deseja-se emular a rede elétrica de alimentação (inserindo harmônicos de tensão, provocando distúrbios controlados, etc.), uma vez que o amplificador de correção é submetido a níveis de tensão reduzidos, se comparados aos níveis sintetizados pela ACPS. No decorrer do trabalho, são propostas e analisadas teórico-experimentalmente duas topologias inéditas de ACPS, ambas empregando inversores multiníveis como amplificador principal. São apresentadas análises relativas à operação, modulação, metodologia de projeto dos estágios de potência e controle tanto do amplificador principal quanto do de correção , bem como são apresentados resultados experimentais em termos da distorção harmônica total (Total Harmonic Distortion THD) e rendimento global do sistema.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaEngenharia elétricaEletrônica de potênciaFontes CA de potênciaElectrical engineeringPower electronicsAC power sourceCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAFontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridasAC power sources: contributions to study and development of hybrid topologiesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisHey, Hélio Leãeshttp://lattes.cnpq.br/8993475915541103Rech, Cassianohttp://lattes.cnpq.br/9375639768929991Martins, Mário Lúcio da Silvahttp://lattes.cnpq.br/2730012969211616Heldwein, Marcelo Lobohttp://lattes.cnpq.br/4381538017805856Mezaroba, Marcellohttp://lattes.cnpq.br/6915611597263768http://lattes.cnpq.br/0818364721574204Beltrame, Rafael Concatto3004000000074003003003003003003002cf84cef-ab28-4e40-8cfc-29890f1dbfd7ff2fb667-b961-49fa-a9ee-f557b7c5b92b30c4dc15-e9ea-4b59-890a-fbc6e37ef5caa46b5670-9322-4c11-85e6-3c567de869a0ab393548-deb9-43fb-bb25-bef092457b134fb82176-9193-4a45-9010-7d116fda1f61info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALBELTRAME, RAFAEL CONCATTO.pdfapplication/pdf8741990http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3674/1/BELTRAME%2c%20RAFAEL%20CONCATTO.pdf1ccb85547dfeea0a6b9d72ee687cd083MD51TEXTBELTRAME, RAFAEL CONCATTO.pdf.txtBELTRAME, RAFAEL CONCATTO.pdf.txtExtracted texttext/plain409717http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3674/2/BELTRAME%2c%20RAFAEL%20CONCATTO.pdf.txt54246f857ece99b84d1b4ae736fb98d7MD52THUMBNAILBELTRAME, RAFAEL CONCATTO.pdf.jpgBELTRAME, RAFAEL CONCATTO.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4576http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3674/3/BELTRAME%2c%20RAFAEL%20CONCATTO.pdf.jpg6133ae1734eaf06dec65ea0130dd0ec3MD531/36742023-05-16 17:06:38.617oai:repositorio.ufsm.br:1/3674Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-05-16T20:06:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
AC power sources: contributions to study and development of hybrid topologies |
title |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
spellingShingle |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas Beltrame, Rafael Concatto Engenharia elétrica Eletrônica de potência Fontes CA de potência Electrical engineering Power electronics AC power source CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
title_short |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
title_full |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
title_fullStr |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
title_full_unstemmed |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
title_sort |
Fontes CA de potência: contribuição ao estudo e ao desenvolvimento de topologias híbridas |
author |
Beltrame, Rafael Concatto |
author_facet |
Beltrame, Rafael Concatto |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Hey, Hélio Leães |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8993475915541103 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Rech, Cassiano |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9375639768929991 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Martins, Mário Lúcio da Silva |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2730012969211616 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Heldwein, Marcelo Lobo |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/4381538017805856 |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Mezaroba, Marcello |
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/6915611597263768 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0818364721574204 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Beltrame, Rafael Concatto |
contributor_str_mv |
Hey, Hélio Leães Rech, Cassiano Martins, Mário Lúcio da Silva Heldwein, Marcelo Lobo Mezaroba, Marcello |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Engenharia elétrica Eletrônica de potência Fontes CA de potência |
topic |
Engenharia elétrica Eletrônica de potência Fontes CA de potência Electrical engineering Power electronics AC power source CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Electrical engineering Power electronics AC power source |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
description |
In this thesis an study of AC Power Source (ACPS) topologies that guarantee the synthesis of high quality voltage waveforms (in comparison to the reference signal) without penalizing the system efficiency is carried out. It must be highlighted that these features can be achieved by employing hybrid topologies, which are composed of a switched-mode power amplifier and a linear power amplifier (LPA). The former amplifier (called main amplifier) processes almost the entire load power, while the second one (called correction amplifier) is responsible for the compensation for any distortion at the output voltage waveform, thus, processing a small amount of the load power. In this way, it is possible to combine both the high efficiency of switched-mode power amplifiers with high quality voltage waveforms characteristic of linear power amplifiers. This work is mainly focused on hybrid topologies in series configuration (series connection between main and correction amplifiers). This allows to employ a low voltage/low power LPA. It must be noticed that this configuration is especially suitable for ACPS applications, when, for example, the mains voltage is intended to be emulated (including high order harmonics, controlled disturbances, etc.), since the LPA experiences low voltage levels in comparison to those synthesized by the ACPS. Throughout the thesis are proposed and theoretically/ experimentally analyzed two novel ACPS topologies, which employ multilevel inverters as main amplifier. The analysis take into account the operation, modulation strategy and design methodology of the power and control circuits (of both main and correction amplifiers). Experimental results are presented (Total Harmonic Distortion and converter efficiency) in order to validate the proposed approach. |
publishDate |
2012 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2012-12-20 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2017-06-01 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2017-06-01 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
BELTRAME, Rafael Concatto. AC power sources: contributions to study and development of hybrid topologies. 2012. 195 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3674 |
identifier_str_mv |
BELTRAME, Rafael Concatto. AC power sources: contributions to study and development of hybrid topologies. 2012. 195 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012. |
url |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3674 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.cnpq.fl_str_mv |
300400000007 |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
400 300 300 300 300 300 300 |
dc.relation.authority.fl_str_mv |
2cf84cef-ab28-4e40-8cfc-29890f1dbfd7 ff2fb667-b961-49fa-a9ee-f557b7c5b92b 30c4dc15-e9ea-4b59-890a-fbc6e37ef5ca a46b5670-9322-4c11-85e6-3c567de869a0 ab393548-deb9-43fb-bb25-bef092457b13 4fb82176-9193-4a45-9010-7d116fda1f61 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSM |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Engenharia Elétrica |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
instname_str |
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
instacron_str |
UFSM |
institution |
UFSM |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3674/1/BELTRAME%2c%20RAFAEL%20CONCATTO.pdf http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3674/2/BELTRAME%2c%20RAFAEL%20CONCATTO.pdf.txt http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3674/3/BELTRAME%2c%20RAFAEL%20CONCATTO.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
1ccb85547dfeea0a6b9d72ee687cd083 54246f857ece99b84d1b4ae736fb98d7 6133ae1734eaf06dec65ea0130dd0ec3 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
repository.mail.fl_str_mv |
atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com |
_version_ |
1793240038307266560 |