An offline single-phase UPS with voltage harmonics suppression

Abstract

Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto, implementação e validação de uma fonte de alimentação ininterrupta (nobreak ou Uninterruptible Power Supply (UPS)) monofásica offline com qualidade de tensão aprimorada sob cargas não-lineares. A UPS proposta utiliza um conversor Dual Active Bridge (DAB) CC-CC bidirecional com uma rede Ressonante CLLC e um inversor CC-CA de ponte completa que é conectado à rede elétrica por meio de um filtro LCL. É implementada uma arquitetura de controle que combina um controlador Proporcional Integral (PI) para a regulação do barramento CC e um contro- lador Proporcional Multirressonante (PMR) para o controle de tensão ilhada com com- pensação harmônica. A estratégia de supressão harmônica baseada em PMR é capaz de reduzir harmônicas de baixa ordem da tensão durante a operação ilhada, consequente- mente melhorando a qualidade de energia. Tanto os resultados de simulação quanto os experimentais demonstram operação confiável, transição rápida entre os modos conec- tado e desconectado, e efetiva redução das harmônicas de tensão.

Abstract: This master thesis presents the design, implementation, and validation of an of- fline single-phase UPS with enhanced voltage quality under non-linear loads. The pro- posed UPS utilizes a bidirectional Dual Active Bridge (DAB) DC-DC converter with a Reso- nant CLLC network and a full bridge DC-AC inverter which is interfaced to the mains by an LCL filter. A control architecture combining a Proportional Integral (PI) controller for DC bus regulation and a Proportional Multi Resonant (PMR) controller for off-grid voltage con- trol with harmonic compensation is implemented. The PMR-based harmonic suppression strategy is able to reduce low-order voltage harmonics during islanded operation, thereby improving power quality. Both simulation and experimental results demonstrate reliable operation, fast transition between on-grid and off-grid modes, and effective voltage har- monic reduction.Outras Informacoes: .