Retificador PWM hexafásico com elevado fator de potência

Abstract

Sistemas polifásicos têm sido empregados, por muitos anos em acionamentos, e recentemente em geração eólica. Quando considera-se sistemas de geração de energia elétrica hexafásicos, habitualmente empregam-se sistema trifásico duplo, defasados de 30 graus elétricos entre si e sem conexão de neutro. Tipicamente, esses sistemas utilizam-se de retificadores a diodos de doze pulsos para converter corrente alternada em corrente contínua, para posteriormente injetar a potência na rede elétrica através de inversores trifásicos. Contudo, podem-se obter melhores resultados utilizando-se retificadores ativos, uma vez que eles proporcionam menor distorção harmônica nas correntes do gerador e uma tensão de saída regulada. Observando isso, essa dissertação propõe uma topologia de retificador ativo para um sistema hexafásico. São utilizados sistemas de referência estacionário e síncrono com o objetivo de obter os modelos dinâmicos do conversor, com isso são propostas estratégias de controle nesses eixos de referências. A topologia, modelo dinâmico e estratégia de controle propostos são validados por simulação e experimentalmente para especificações de: 12 kW, 220 V de tensão de entrada e 800 V de tensão de saída. Os resultados são apropriados, proporcionando tensão de saída regulada, correntes com reduzido conteúdo harmônico, e consequentemente, alto fator de potência.<br>

Abstract : Poly-phase systems have been used for many years in electrical machines and recently in wind power generations. When it comes to six-phase system, they usually are built by a dual three-phase system, shifted by 30 electrical degrees from each other and with no neutral connection. Typically, this system employs a twelve-pulse diode rectifier to converter ac to dc voltages. However, it may be improved if an active rectifier is used, because it can provide lower distortion in generator currents and regulated output voltage. Taking that into account, this work proposes a six-phase active rectifier topology for a dual three-phase system. A stationary and a synchronous frame reference for six-phase system are applied to obtain the converter dynamic model and thus a control strategy is proposed in both frame references. The proposed topology, dynamic model and control strategy were verified by simulation and experimentation for following specification: 12 kW, 220 V at input voltage and 800 V at the output voltage. The results were appropriated, providing a regulated output voltage, an input current with reduced harmonic distortion and thus high power factor.