Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Nunes, Weder Tótola
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Engenharia Elétrica
Centro Tecnológico
UFES
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Conversores multiníveis
Modulação de duração do pulso
Transmutadores de fase
Arranjos de lógica programável em campo
Hardware
Capacitadores
Engenharia Elétrica
621.3
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9723
Resumo: This thesis proposes a control of the voltage level in the capacitors that make up the modular multilevel converter, regardless of its application. To prove the developed voltage control strategy in the capacitors will be used the modular multilevel converter as Static Synchronous Compensator (STATCOM). In this case, two control strategies are presented for the converter. The first strategy, focused on the voltage level control at the common connection point, typical of a STATCOM, uses the coordinate transformation, Clarke's transform, and the instantaneous power theory for the general control of active and reactive power of the converter. The second strategy for controlling the voltage level in the capacitors that make up the modular multilevel converter uses the Phase Shifted Pulse Width Modulation (PS-PWM) modulation, the capacitor voltages and the converter phase currents. The main contribution of this thesis is the second control strategy, a strategy developed to control the voltage level in the capacitors of the multilevel converter modules and that activates the semiconductor switches in order to select the most suitable capacitor to enter or leave operation. Several scenarios are analyzed that consider balanced and unbalanced loads, reference voltage variations of the connection point and capacitors, besides a low voltage model simulation. In order to experimentally validate the developed strategy for controlling the capacitors voltage level, are presented the laboratory results of the multilevel converter for a small scale, low voltage model, acting as an inverter to drive an electric load.
id UFES_8bb2ee5076ebcd715696a96a37b6e8c0
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/9723
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modularConversores multiníveisModulação de duração do pulsoTransmutadores de faseArranjos de lógica programável em campoHardwareCapacitadoresEngenharia Elétrica621.3This thesis proposes a control of the voltage level in the capacitors that make up the modular multilevel converter, regardless of its application. To prove the developed voltage control strategy in the capacitors will be used the modular multilevel converter as Static Synchronous Compensator (STATCOM). In this case, two control strategies are presented for the converter. The first strategy, focused on the voltage level control at the common connection point, typical of a STATCOM, uses the coordinate transformation, Clarke's transform, and the instantaneous power theory for the general control of active and reactive power of the converter. The second strategy for controlling the voltage level in the capacitors that make up the modular multilevel converter uses the Phase Shifted Pulse Width Modulation (PS-PWM) modulation, the capacitor voltages and the converter phase currents. The main contribution of this thesis is the second control strategy, a strategy developed to control the voltage level in the capacitors of the multilevel converter modules and that activates the semiconductor switches in order to select the most suitable capacitor to enter or leave operation. Several scenarios are analyzed that consider balanced and unbalanced loads, reference voltage variations of the connection point and capacitors, besides a low voltage model simulation. In order to experimentally validate the developed strategy for controlling the capacitors voltage level, are presented the laboratory results of the multilevel converter for a small scale, low voltage model, acting as an inverter to drive an electric load.Esta tese propõe um controle do nível de tensão nos capacitores que compõe o conversor multinível modular, independentemente de sua aplicação. Para comprovação da estratégia desenvolvida de controle da tensão nos capacitores será utilizado o conversor multinível modular como Static Synchronous Compensator (STATCOM). Nesse caso, são apresentadas duas estratégias de controle para o conversor. A primeira estratégia, voltada para o controle do nível de tensão no ponto de conexão comum, caso típico de um STATCOM, utiliza a transformação de coordenadas, transformada de Clarke, e a teoria de potência instantânea para o controle geral de potência ativa e reativa do conversor. A segunda estratégia, para o controle do nível de tensão nos capacitores que compõem o conversor multinível modular, utiliza como base a modulação Phase Shifted Pulse Width Modulation (PS-PWM), as tensões dos capacitores e as correntes de fase do conversor. A principal contribuição desta tese é a segunda estratégia de controle, estratégia desenvolvida para o controle do nível de tensão nos capacitores dos módulos do conversor multinível e que aciona as chaves semicondutoras de forma a selecionar o capacitor mais adequado para entrar ou sair de operação. Vários são os cenários analisados que consideram cargas equilibradas e desequilibradas, variações das tensões de referência do ponto de conexão e dos capacitores além da simulação de modelo de baixa tensão. De forma a validar experimentalmente a estratégia desenvolvida de controle do nível de tensão dos capacitores, são apresentados os resultados laboratoriais do conversor multinível para um modelo em escala reduzida, em baixa tensão, funcionando como um inversor para acionamento de uma carga elétrica.Universidade Federal do Espírito SantoBRDoutorado em Engenharia ElétricaCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaVieira, José Luiz de FreitasEncarnação, Lucas FrizeraSimonetti, Domingos Sávio LyrioCavalcanti, Marcelo CabralCó, Márcio AlmeidaMenegaz, Paulo José MeloNunes, Weder Tótola2018-08-02T00:02:03Z2018-08-012018-08-02T00:02:03Z2018-03-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9723porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-07-17T16:57:57Zoai:repositorio.ufes.br:10/9723Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-07-17T16:57:57Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
title Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
spellingShingle Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
Nunes, Weder Tótola
Conversores multiníveis
Modulação de duração do pulso
Transmutadores de fase
Arranjos de lógica programável em campo
Hardware
Capacitadores
Engenharia Elétrica
621.3
title_short Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
title_full Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
title_fullStr Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
title_full_unstemmed Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
title_sort Desenvolvimento de estratégia em hardware para o controle do nível de tensão nos capacitores do conversor multinível modular
author Nunes, Weder Tótola
author_facet Nunes, Weder Tótola
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Vieira, José Luiz de Freitas
Encarnação, Lucas Frizera
Simonetti, Domingos Sávio Lyrio
Cavalcanti, Marcelo Cabral
Có, Márcio Almeida
Menegaz, Paulo José Melo
dc.contributor.author.fl_str_mv Nunes, Weder Tótola
dc.subject.por.fl_str_mv Conversores multiníveis
Modulação de duração do pulso
Transmutadores de fase
Arranjos de lógica programável em campo
Hardware
Capacitadores
Engenharia Elétrica
621.3
topic Conversores multiníveis
Modulação de duração do pulso
Transmutadores de fase
Arranjos de lógica programável em campo
Hardware
Capacitadores
Engenharia Elétrica
621.3
description This thesis proposes a control of the voltage level in the capacitors that make up the modular multilevel converter, regardless of its application. To prove the developed voltage control strategy in the capacitors will be used the modular multilevel converter as Static Synchronous Compensator (STATCOM). In this case, two control strategies are presented for the converter. The first strategy, focused on the voltage level control at the common connection point, typical of a STATCOM, uses the coordinate transformation, Clarke's transform, and the instantaneous power theory for the general control of active and reactive power of the converter. The second strategy for controlling the voltage level in the capacitors that make up the modular multilevel converter uses the Phase Shifted Pulse Width Modulation (PS-PWM) modulation, the capacitor voltages and the converter phase currents. The main contribution of this thesis is the second control strategy, a strategy developed to control the voltage level in the capacitors of the multilevel converter modules and that activates the semiconductor switches in order to select the most suitable capacitor to enter or leave operation. Several scenarios are analyzed that consider balanced and unbalanced loads, reference voltage variations of the connection point and capacitors, besides a low voltage model simulation. In order to experimentally validate the developed strategy for controlling the capacitors voltage level, are presented the laboratory results of the multilevel converter for a small scale, low voltage model, acting as an inverter to drive an electric load.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-08-02T00:02:03Z
2018-08-01
2018-08-02T00:02:03Z
2018-03-27
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.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/9723
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/9723
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Engenharia Elétrica
Centro Tecnológico
UFES
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Engenharia Elétrica
Centro Tecnológico
UFES
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv riufes@ufes.br
_version_ 1834479057145692160

Registros relacionados