Conversores trifásicos multiníveis fonte de corrente com reduzido número de dispositivos semicondutores e/ou indutores.
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
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| Programa de Pós-Graduação: |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
|
| Departamento: |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/36495 |
Resumo: | Este trabalho visa propor, caracterizar, analisar e implementar novas topologias trifásicas e multiníveis de conversores fonte de corrente, que podem ser aplicáveis, por exemplo, em sistemas de energias renováveis. Três grupos de conversores que operam de maneira similar às topologias convencionais são propostos apresentando menor número de componentes. O primeiro grupo consiste em topologias assimétricas com barramento compartilhado, conectáveis em paralelo ou série, que retiram do conversor o conjunto de chaves superiores ou inferiores. O segundo grupo aborda as topologias convencionais e assimétricas, porém com redução de diodos em série com as chaves. Essas topologias têm como objetivo reduzir custos e tornar os conversores fonte de corrente mais acessíveis. Além disso, elas são completamente bidirecionais, operando tanto como inversores quanto como retificadores. O terceiro grupo incorpora o conversor de duplo barramento, substituindo metade das chaves por diodos, reduzindo perdas e custos, porém, opera somente como retificador. Todas as topologias, convencionais e propostas, são analisadas em termos de operação e estratégia de modulação vetorial. Resultados de simulações e experimentais demonstram a viabilidade de implementação dessas topologias, e uma análise comparativa com as topologias convencionais quanto à distorção harmônica, perdas nos semicondutores e custos de implementação avalia as vantagens e desvantagens de cada configuração. De maneira geral, os resultados desta pesquisa têm o potencial de impulsionar o avanço e a adoção de conversores fonte de corrente em aplicações de eletrônica de potência. |
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CORRÊA, Maurício Beltrão de Rossitêr.CORRÊA, M. B. R.http://lattes.cnpq.br/0041843905239864VITORINO, Montiê Alves.VITORINO, M. A.http://lattes.cnpq.br/1945886683703701JACOBINA, Cursino Brandão.OLIVEIRA, Alexandre Cunha.HELDWEIN, Marcelo Lobo.ROCHA, Nady.SANTOS, N. I. L.http://lattes.cnpq.br/5397244278132461SANTOS, Nayara Ingrid Lisboa.Este trabalho visa propor, caracterizar, analisar e implementar novas topologias trifásicas e multiníveis de conversores fonte de corrente, que podem ser aplicáveis, por exemplo, em sistemas de energias renováveis. Três grupos de conversores que operam de maneira similar às topologias convencionais são propostos apresentando menor número de componentes. O primeiro grupo consiste em topologias assimétricas com barramento compartilhado, conectáveis em paralelo ou série, que retiram do conversor o conjunto de chaves superiores ou inferiores. O segundo grupo aborda as topologias convencionais e assimétricas, porém com redução de diodos em série com as chaves. Essas topologias têm como objetivo reduzir custos e tornar os conversores fonte de corrente mais acessíveis. Além disso, elas são completamente bidirecionais, operando tanto como inversores quanto como retificadores. O terceiro grupo incorpora o conversor de duplo barramento, substituindo metade das chaves por diodos, reduzindo perdas e custos, porém, opera somente como retificador. Todas as topologias, convencionais e propostas, são analisadas em termos de operação e estratégia de modulação vetorial. Resultados de simulações e experimentais demonstram a viabilidade de implementação dessas topologias, e uma análise comparativa com as topologias convencionais quanto à distorção harmônica, perdas nos semicondutores e custos de implementação avalia as vantagens e desvantagens de cada configuração. De maneira geral, os resultados desta pesquisa têm o potencial de impulsionar o avanço e a adoção de conversores fonte de corrente em aplicações de eletrônica de potência.This work aims to propose, characterize, analyze, and implement new threephase and multilevel topologies of current source converters, which can be applied, for example, in renewable energy systems. Three groups of converters with fewer components are proposed that operate similarly to conventional topologies. The first group consists of asymmetric topologies with a shared DC-link, connectable in parallel or series, which remove the set of upper or lower switches from the converter. The second group covers conventional and asymmetric topologies with fewer diodes in series with the switches. These topologies aim to reduce costs and make current source converters more accessible. In addition, they are completely bidirectional, operating both as inverters and rectifiers. The third group incorporates the double DC-link converter, replacing half the switches with diodes, reducing losses and costs, but operates only as a rectifier. All topologies, conventional and proposed, are analyzed regarding operation and vector modulation strategy. Simulation and experimental results demonstrate the feasibility of implementing these topologies, and a comparative analysis with conventional topologies in terms of harmonic distortion, semiconductor losses, and implementation costs evaluates the advantages and disadvantages of each configuration. Overall, the results of this research have the potential to drive the advancement and adoption of current source converters in power electronics applications.Submitted by Michelle Lima (michelle.lima@ufcg.edu.br) on 2024-07-05T17:01:10Z No. of bitstreams: 1 NAYARA INGRID LISBOA SANTOS – TESE (PPGEE) 2023.pdf: 13622723 bytes, checksum: eee24a3ab02bb758b82e623d684ab7c7 (MD5)Made available in DSpace on 2024-07-05T17:01:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NAYARA INGRID LISBOA SANTOS – TESE (PPGEE) 2023.pdf: 13622723 bytes, checksum: eee24a3ab02bb758b82e623d684ab7c7 (MD5) Previous issue date: 2023-09-12CNPqUniversidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIEngenharia Elétrica.Conversores multiníveisProcessamento de energiaFonte de correnteConversores trifásicosReduzido número de dispositivos semicondutoresModulação vetorial espacialMultilevel ConvertersEnergy processingCurrent sourceThree-phase convertersReduced number of semiconductor devicesSpatial vector modulationConversores trifásicos multiníveis fonte de corrente com reduzido número de dispositivos semicondutores e/ou indutores.Three-phase multilevel current source converters with a reduced number of semiconductor devices and/or inductors.2023-09-122024-07-05T17:01:10Z2024-07-052024-07-05T17:01:10Zhttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/36495SANTOS, Nayara Ingrid Lisboa. Conversores trifásicos multiníveis fonte de corrente com reduzido número de dispositivos semicondutores e/ou indutores. 2023. 165 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTNAYARA INGRID LISBOA SANTOS – TESE (PPGEE) 2023.pdf.txtNAYARA INGRID LISBOA SANTOS – TESE (PPGEE) 2023.pdf.txttext/plain361170https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/36495/3/NAYARA+INGRID+LISBOA+SANTOS+%E2%80%93+TESE+%28PPGEE%29+2023.pdf.txt4e2ceea842d32953c22095605925eaebMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/36495/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALNAYARA INGRID LISBOA SANTOS – TESE (PPGEE) 2023.pdfNAYARA INGRID LISBOA SANTOS – TESE (PPGEE) 2023.pdfapplication/pdf13622723https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/36495/1/NAYARA+INGRID+LISBOA+SANTOS+%E2%80%93+TESE+%28PPGEE%29+2023.pdfeee24a3ab02bb758b82e623d684ab7c7MD51riufcg/364952025-11-18 04:34:51.336oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T07:34:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Este trabalho visa propor, caracterizar, analisar e implementar novas topologias trifásicas e multiníveis de conversores fonte de corrente, que podem ser aplicáveis, por exemplo, em sistemas de energias renováveis. Três grupos de conversores que operam de maneira similar às topologias convencionais são propostos apresentando menor número de componentes. O primeiro grupo consiste em topologias assimétricas com barramento compartilhado, conectáveis em paralelo ou série, que retiram do conversor o conjunto de chaves superiores ou inferiores. O segundo grupo aborda as topologias convencionais e assimétricas, porém com redução de diodos em série com as chaves. Essas topologias têm como objetivo reduzir custos e tornar os conversores fonte de corrente mais acessíveis. Além disso, elas são completamente bidirecionais, operando tanto como inversores quanto como retificadores. O terceiro grupo incorpora o conversor de duplo barramento, substituindo metade das chaves por diodos, reduzindo perdas e custos, porém, opera somente como retificador. Todas as topologias, convencionais e propostas, são analisadas em termos de operação e estratégia de modulação vetorial. Resultados de simulações e experimentais demonstram a viabilidade de implementação dessas topologias, e uma análise comparativa com as topologias convencionais quanto à distorção harmônica, perdas nos semicondutores e custos de implementação avalia as vantagens e desvantagens de cada configuração. De maneira geral, os resultados desta pesquisa têm o potencial de impulsionar o avanço e a adoção de conversores fonte de corrente em aplicações de eletrônica de potência. |
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