Estudo de balanceamento de capacitor flutuante e regeneração de potência para inversores multiníveis monofásicos baseados em ponte-H em cascata. - MONTEIRO, Amanda Pereira. (2019)
O tema desenvolvido consiste no estudo, caracterização e análise de conversores multiníveis monofásicos baseados na topologia Ponte-H em Cascata. São apresenta- dos dois grupos de configurações, cujos barramentos são formados exclusivamente por fontes ou por fontes e capacitor flutuante. Estas configurações podem ter dois ou três conversores associados em série. Na topologia composta apenas por fontes pode haver troca de potência entre os conversores que origina um fluxo bidireci- onal de potência para alguns valores de índice de modulação e algumas relações de barramento, independente do fator de potência da carga. Considerando isso, estratégias de chaveamento são apresentadas para aplicações em que a operação em modo regenerativo não é permitida, forçando todas as células a ter um fluxo de potência unidirecional e em direção à carga. No decorrer do trabalho, a Ponte-H em cascata e seus diversos casos de barramentos são discutidos e comparados utilizando critérios tais como distribuição de potência em cada célula, perdas nos elementos semicondutores, frequência de chaveamento e distorção harmônica total (THD) da tensão de saída. Em relação à configuração composta por fontes e capacitor, são apresentados dois métodos para regulação da tensão do barramento flutuante empre- gando redundâncias ou graus de liberdade. A distribuição de potência nas células com barramento capacitivo é analisada de acordo com a técnica de balanceamento de tensão utilizada e de acordo com a variação dos valores de fator de potência e índice de modulação. Além disso, é desenvolvido um controle suave de tensão do capacitor para um inversor de três estágios, de forma que ações de controle suaves são impostas para minimizar spikes, ripple e THD na tensão de saída do sistema, além de garantir a regulação de tensão do capacitor flutuante. Implementações experimen- tais e simulações computacionais foram utilizadas para comprovar as considerações apresentadas e mostrar a viabilidade dos sistemas apresentados nesta dissertação.