Inversores multiníveis com acoplamento magnético e modulação três níveis

Abstract

Este trabalho tem por objetivo estudar uma proposta para conexao de inversores tres niveis com modulacao PWM senoidal para geraçao de uma estrutura multinivel a partir do acoplamento magnetico entre os mesmos. Primeiramente uma breve descriçao dos inversores mais consolidados na literatura e realizada. Posteriormente, uma analise matematica sobre a modulaçao SPWM aplicada em inversores monofasicos em ponte completa e mostrada. A partir disso, inicia-se o estudo sobre o inversor inversores de tensao monofasicos em ponte completa via transformador de tres enrolamentos. Sao examinadas as formas de onda da tensao de saida, espectro harmonico, problemas relacionados a essa conexao bem como equacionamento matematico para dimensionamento dos componentes constituintes da estrutura de potencia. O capitulo seguinte trata das estrategias de controle necessaria para implementaçao da estrutura. O controle do uxo de potencia processada entre os inversores e a eliminaçao da componente de corrente media sao explanadas. Seguidamente, trate-se do topico referente ao projeto fsico do inversor a partir das equaçoes obtidas durante todo processo de estudo. Porem, os resultados de simulaçao e os resultados experimentais obtidos em laboratorio sao comparados para comprovaçao da analise realizada ao longo do trabalho.

This work proposes a connection of three level inverters, which present sinusoidal PWM modulation, in order to create a multilevel structure from a magnetic coupling between them. Firstly, a brief description about the consolidate multilevel inverters is performed. After that, a mathematical analysis about SPWM modulation applied to a single phase inverter, in full bridge structure, is explained. In face of that, a study about multilevel inverters which are originated from a three winding transformer connection using two full bridge single phase voltage inverters is presented. Output voltage waveforms, harmonic spectrum, problems related to the connection, as well as mathematical derivation to determine the power components values are developed. In the following, the control strategy which is necessary for implementation is discussed. The control of the processed power that ows between inverters and the average current component elimination are described. In the sequence, shows the inverter design is shown as the result of the previous study. Finally, simulation and experimental results, which are obtained in the laboratory, are compared in order to prove the analysis performed during the work.