Projeto e desenvolvimento de uma fonte de potência CA trifásica a quatro fios
Ano de defesa: | 2006 |
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Universidade Federal de Santa Maria
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
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Engenharia Elétrica
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Resumo: | This work presents a contribution to the study of AC Power Sources, where a prototype s development is presented. The stages that compose the system, including converter topology, filter, instrumentation and controller, are presented. The developed prototype is a three-phase four-wire source, which uses a four-leg voltage source inverter. This topology increases the flexibility for unbalanced waveforms generation or unbalanced load conditions, also simplifying the control problem of the process. This work first looks for justifying the use and the study of AC Power Sources, in this sense, some examples of tests and norms, whose tests demand its use, are given. The applications are in general related to electrical and electronic equipments and for driving electromechanical plants such as shakers. In this sense, AC Power Sources are equipment that can be used both in industry applications and didactic or research laboratories. In practically all applications, it is shown that good performance in waveforms generation is necessary. This performance is related to the ability for waveforms generation with low harmonic distortion even in conditions of variable frequency or amplitude and with nonlinear loads behavior. In this way, the use of an adequate converter topology is not enough, are too necessary controllers to guarantee performance for the system, even in adverse load conditions or in presence of unmodeled dynamics. The unmodeled dynamics are derived from some stages that compose the system, but they are generally related to the uncertainties on the model of the plant and load. Then, this work not only describes the implemented prototype and topological relative questions but also applies a Robust Model Reference Adaptive Control (RMRAC) for the plant control. This technique improves the robustness in the closed loop system even under presence of unmodeled dynamics and disturbances. The controller makes use of a Gradient type algorithm for parametric adaptation with four adapted parameters, which leads to a new error equation that is used for the controller s implementation |
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2017-05-302017-05-302006-04-06STEFANELLO, Márcio. Design and development of a three-phase four-wire AC power source. 2006. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2006.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8441This work presents a contribution to the study of AC Power Sources, where a prototype s development is presented. The stages that compose the system, including converter topology, filter, instrumentation and controller, are presented. The developed prototype is a three-phase four-wire source, which uses a four-leg voltage source inverter. This topology increases the flexibility for unbalanced waveforms generation or unbalanced load conditions, also simplifying the control problem of the process. This work first looks for justifying the use and the study of AC Power Sources, in this sense, some examples of tests and norms, whose tests demand its use, are given. The applications are in general related to electrical and electronic equipments and for driving electromechanical plants such as shakers. In this sense, AC Power Sources are equipment that can be used both in industry applications and didactic or research laboratories. In practically all applications, it is shown that good performance in waveforms generation is necessary. This performance is related to the ability for waveforms generation with low harmonic distortion even in conditions of variable frequency or amplitude and with nonlinear loads behavior. In this way, the use of an adequate converter topology is not enough, are too necessary controllers to guarantee performance for the system, even in adverse load conditions or in presence of unmodeled dynamics. The unmodeled dynamics are derived from some stages that compose the system, but they are generally related to the uncertainties on the model of the plant and load. Then, this work not only describes the implemented prototype and topological relative questions but also applies a Robust Model Reference Adaptive Control (RMRAC) for the plant control. This technique improves the robustness in the closed loop system even under presence of unmodeled dynamics and disturbances. The controller makes use of a Gradient type algorithm for parametric adaptation with four adapted parameters, which leads to a new error equation that is used for the controller s implementationEste trabalho apresenta uma contribuição ao estudo de Fontes de Potência CA onde é apresentado o desenvolvimento de um protótipo. Os diversos estágios que compõem o sistema, desde a topologia do conversor, do filtro, da instrumentação e do controlador são apresentados e analisados. O protótipo desenvolvido é uma fonte trifásica a quatro fios, que utiliza um inversor de tensão de quatro braços. Esta topologia permite uma maior flexibilidade na geração de formas de onda desbalanceadas ou em condições de cargas desequilibradas, simplificando também o problema de controle do sistema. Este trabalho procura primeiramente justificar a utilização e o estudo de Fontes de Potência CA, neste sentido são dados alguns exemplos de ensaios e normas, cujos testes demandam a sua utilização. As aplicações são em geral relacionadas a equipamentos eletroeletrônicos e acionamento de outras plantas como vibradores eletromecânicos. Deste modo, as Fontes de Potência CA são equipamentos que podem ser utilizados tanto na indústria quanto em laboratórios didáticos e de pesquisa. Em praticamente todas as aplicações, é mostrado que um bom desempenho na geração de formas de onda é necessário. Este desempenho está relacionado à capacidade de geração de formas de onda com baixa distorção harmônica, não raro, em condições de freqüência e amplitude variáveis e com cargas de comportamento não-linear. Deste modo, a seleção de uma topologia de conversor adequado não basta, são também necessários controladores que garantam um bom desempenho do sistema, mesmo em condições adversas de carga e em presença de dinâmicas não-modeladas. As dinâmicas não-modeladas são oriundas das várias etapas que compõem o sistema, mas geralmente são relacionadas às incertezas sobre o modelo da planta e da carga. Neste sentido, este trabalho descreve não apenas o protótipo implementado e questões topológicas relativas a ele, mas também aplica um Controle Robusto por Modelo de Referência ou RMRAC (Robust Model Reference Adaptive Control) para o controle da planta. Esta técnica garante robustez do sistema em malha fechada mesmo na presença de dinâmicas não modeladas e distúrbios. O controlador utilizado faz uso de um algoritmo de adaptação paramétrica do tipo Gradiente, no qual quatro parâmetros são adaptados. Este fato leva a uma nova equação do erro, que é utilizada para a implementação do controlador.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaControlador RMRACControle discretoFonte de potência CAInversores de tensãoRMRAC controllerDiscret controlAC power sourceVoltage source invertersCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAProjeto e desenvolvimento de uma fonte de potência CA trifásica a quatro fiosDesign and development of a three-phase four-wire AC power sourceinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisGründling, Hilton Abíliohttp://lattes.cnpq.br/6128096609162437Pinheiro, José Reneshttp://lattes.cnpq.br/2333794966860226Carati, Emerson Giovanihttp://lattes.cnpq.br/8681744957229767http://lattes.cnpq.br/9333498570249062Stefanello, Márcio300400000007400500500500300d35eb922-37c6-47fb-afb6-6a40154fb790e8c5eb4b-b9b0-4cda-854d-9e7374c000dd2283d4af-36e6-453e-be08-ef4fe3214aef689c0316-101f-4cca-b0a6-482fd44126cbinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINAL2006 STEFANELLO, Marcio.pdfapplication/pdf2866651http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8441/1/2006%20STEFANELLO%2c%20Marcio.pdf1e9459334d8b4228e5696c374a8a6e6bMD512006 STEFANELLO, Marcio II.pdf2006 STEFANELLO, Marcio II.pdfapplication/pdf4617757http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8441/4/2006%20STEFANELLO%2c%20Marcio%20II.pdf98e969d9653080211d669f7c088a79c7MD54TEXT2006 STEFANELLO, Marcio.pdf.txt2006 STEFANELLO, Marcio.pdf.txtExtracted texttext/plain73580http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8441/2/2006%20STEFANELLO%2c%20Marcio.pdf.txt5bbdd186db6471eca3d5f083525ae0c9MD522006 STEFANELLO, Marcio II.pdf.txt2006 STEFANELLO, Marcio II.pdf.txtExtracted texttext/plain75396http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8441/5/2006%20STEFANELLO%2c%20Marcio%20II.pdf.txt9a8c652d36e55db10f6a691b76d3d1f6MD55THUMBNAIL2006 STEFANELLO, Marcio.pdf.jpg2006 STEFANELLO, Marcio.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3565http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8441/3/2006%20STEFANELLO%2c%20Marcio.pdf.jpgadb570e9f9a68b3111463c094368b6edMD532006 STEFANELLO, Marcio II.pdf.jpg2006 STEFANELLO, Marcio II.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg2772http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8441/6/2006%20STEFANELLO%2c%20Marcio%20II.pdf.jpgabdc98c1d19b89b0002e82fb6e4b28d2MD561/84412022-06-24 11:15:37.63oai:repositorio.ufsm.br:1/8441Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-06-24T14:15:37Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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