Fonte ininterrupta de energia trifásica de alto desempenho sem transformador com dupla funcionalidade do estágio de entrada e sistema de controle digital

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Venturini, William Alegranci lattes
Orientador(a): Bisogno, Fábio Ecke lattes
Banca de defesa: Tambara, Rodrigo Varella lattes, Martins, Mário Lúcio da Silva lattes
Tipo de documento: Dissertação
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:
Controle digital
Dupla conversão
Eletrônica de potência
Fonte ininterrupta de energia
Modelagem
Palavras-chave em Inglês:
Digital control
Double conversion
Modelling
Power electronics
Uninterruptible power supply
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8594
Resumo: This master s thesis proposes a three-phase transformerless double-conversion UPS with digital control system and reduced overall cost. The topology is composed of an input stage, a battery bank, an inverter, an auxiliary circuit and transfer switches. The input stage assumes the three-phase rectifier function with LCL filter in normal operation mode and is responsible for discharge the battery bank in backup mode. This configuration reduces the system cost since an available circuit is used to discharge the battery bank. In conventional double-conversion UPS topologies the input stage remains inactive during the backup mode and an additional circuit is employed for this purpose. The auxiliary circuit is formed by an inductor and a switching leg and is used as a battery charger during normal operation mode and is additionally used to balance the bus capacitors voltages in backup mode. In this configuration, the auxiliary circuit can be designed for only a fraction of the UPS rated power, also providing lower total system cost. Transfer switches change the configuration of the input stage and the auxiliary circuit according to the UPS operating mode. The detailed operation of the topology, modelling, digital control structure, and the results obtained by simulation are showed. Finally a 20 kVA prototype is implemented and experimental results are acquired for the validation of the employed design methodology as well as the proposed circuit functionality.
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spelling 2017-06-062017-06-062016-07-21VENTURINI, William Alegranci. High performance three-phase transformerless uninterruptible power supply with double functionality of the input stage and digital control system. 2016. 222 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8594This master s thesis proposes a three-phase transformerless double-conversion UPS with digital control system and reduced overall cost. The topology is composed of an input stage, a battery bank, an inverter, an auxiliary circuit and transfer switches. The input stage assumes the three-phase rectifier function with LCL filter in normal operation mode and is responsible for discharge the battery bank in backup mode. This configuration reduces the system cost since an available circuit is used to discharge the battery bank. In conventional double-conversion UPS topologies the input stage remains inactive during the backup mode and an additional circuit is employed for this purpose. The auxiliary circuit is formed by an inductor and a switching leg and is used as a battery charger during normal operation mode and is additionally used to balance the bus capacitors voltages in backup mode. In this configuration, the auxiliary circuit can be designed for only a fraction of the UPS rated power, also providing lower total system cost. Transfer switches change the configuration of the input stage and the auxiliary circuit according to the UPS operating mode. The detailed operation of the topology, modelling, digital control structure, and the results obtained by simulation are showed. Finally a 20 kVA prototype is implemented and experimental results are acquired for the validation of the employed design methodology as well as the proposed circuit functionality.Esta dissertação de mestrado propõem uma topologia de fonte ininterrupta de energia (UPS - Uninterruptible Power Supplies) trifásica de dupla conversão sem transformador com custo reduzido e sistema de controle digital. A UPS proposta é composta por um estágio de entrada, um banco de baterias, um inversor, um circuito auxiliar e chaves de transferência. O estágio de entrada assume a função de retificador trifásico com filtro LCL em modo normal de operação da UPS e é responsável pela descarga do banco de baterias em modo bateria de operação. Esta configuração reduz o custo do sistema, pois permite que seja aproveitado um circuito disponível e dimensionado para a potência nominal da UPS para a descarga do banco de baterias. Em topologias convencionais de UPSs de dupla conversão o estágio de entrada permanece ocioso durante este modo de operação e um circuito adicional é empregado para este fim. O circuito auxiliar é formado por um indutor e um braço de interruptores e é utilizado como carregador de baterias em modo normal de operação e adicionalmente é utilizado para realizar o equilíbrio das tensões dos capacitores de barramento em modo bateria. Com esta configuração, o circuito auxiliar pode ser dimensionado para apenas uma fração da potência nominal da UPS, propiciando também a redução do custo total do sistema. As chaves de transferência alteram as configurações do estágio de entrada e do circuito auxiliar de acordo com o modo de operação da UPS. É apresentada a operação detalhada da topologia, a modelagem, a estrutura de controle digital utilizada e os resultados obtidos via simulação. Por fim, um protótipo de 20 kVA é implementado e resultados experimentais são adquiridos para a validação da metodologia de projeto empregada bem como da funcionalidade do circuito proposto.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaControle digitalDupla conversãoEletrônica de potênciaFonte ininterrupta de energiaModelagemDigital controlDouble conversionModellingPower electronicsUninterruptible power supplyCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAFonte ininterrupta de energia trifásica de alto desempenho sem transformador com dupla funcionalidade do estágio de entrada e sistema de controle digitalHigh performance three-phase transformerless uninterruptible power supply with double functionality of the input stage and digital control systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisBisogno, Fábio Eckehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4761304Z3Tambara, Rodrigo Varellahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4717385T1Martins, Mário Lúcio da Silvahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4707553D1http://lattes.cnpq.br/3638337609850834Venturini, William Alegranci30040000000740030030030050051234c7f-c599-43e8-8158-d7c5097d9f6ee4dd46d5-7ded-4df3-a21e-553c7ba55bfbc7f44bf3-658f-41d8-9828-73616ceefb890fac619b-312c-48cc-bdc5-5b5dcc385cccinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALVENTURINI, WILLIAM ALEGRANCI.pdfapplication/pdf16404337http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8594/1/VENTURINI%2c%20WILLIAM%20ALEGRANCI.pdf3c7d0ccbaeb389e9f454687da304d4acMD51TEXTVENTURINI, WILLIAM ALEGRANCI.pdf.txtVENTURINI, WILLIAM ALEGRANCI.pdf.txtExtracted texttext/plain307707http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8594/2/VENTURINI%2c%20WILLIAM%20ALEGRANCI.pdf.txt2ef0939c4d95ca3644a4c25a91906c78MD52THUMBNAILVENTURINI, WILLIAM ALEGRANCI.pdf.jpgVENTURINI, WILLIAM ALEGRANCI.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5073http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8594/3/VENTURINI%2c%20WILLIAM%20ALEGRANCI.pdf.jpg6f504c956822c33fe020a054e9ea302cMD531/85942017-07-25 11:46:54.076oai:repositorio.ufsm.br:1/8594Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2017-07-25T14:46:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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