Author(s): Duarte, Rui Pedro Alves Prata
Date: 2015
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.21/5933
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa
Subject(s): Retificador monofásico controlado; Comando PWM; Controlo histerético de corrente; Controlo preditivo de corrente; Monophasic rectifier; PWM control; Sliding mode Control; Predictive controle
Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica Ramo de Automação e Eletrónica Industrial
Esta dissertação aborda o estudo de um conversor monofásico em ponte totalmente controlado e bidirecional em potência. Este tipo de conversor permite interligar um circuito DC, com um circuito AC rede elétrica de energia (REE), e é genericamente designado por ondulador de tensão monofásico. O conversor monofásico em ponte totalmente controlado, pode funcionar como ondulador de tensão ou retificador controlado, dependendo do sentido do trânsito de energia. Neste trabalho, o estudo incidi-o no funcionamento como retificador com um fator de potência quase unitário. O trabalho foi realizado em três fases, numa primeira fase desenvolveu-se o modelo dinâmico do sistema, na segunda fase realizou-se a simulação numérica do sistema em MATLAB/Simulink, por último efetuou-se o ensaio experimental do sistema. O ensaio experimental do sistema, foi realizado com base num protótipo experimental, controlado por um controlador do tipo DSP (Digital Signal Processing), programado em MATLAB/Simulink. O conversor controla a tensão no barramento DC, através da imposição da corrente AC. O controlo da tensão do barramento DC, foi feito utilizando um controlador linear clássico do tipo PI. O controlo da corrente AC foi efetuado, utilizando três técnicas de controlo distintas: 1) Nomeadamente o controlador PI clássico, com modelador PWM; 2) Controlo por modo de deslizamento; 3) Controlo preditivo. Por fim para cada técnica utilizada, fez-se uma comparação dos resultados obtidos na análise experimental, com os resultados obtidos na simulação laboratorial, de onde se tirou algumas considerações.
Abstract: This thesis deals with the study of a monophasic converter in bridge, which is totally controlled and bidirectional in power. This type of converter allows to link one DC circuit with an AC circuit in the electrical power grid (REE), and is generically referred to as monophasic voltage inverter. The monophasic converter in bridge totally controlled, can work as a voltage inverter or as controlled rectifier, depending on the direction of the energy flow. In this work, the study focus in operation as rectifier with power factor almost unity. The work was split into three distinct stages, where in the first stage occurred the development of a dynamic system model. In the second stage a numerical simulation in the system in MATLAB/Simulink was made, and lastly, in the last stage, an experimental test system was developed and testes. The experimental test in the system, was realized based on an experimental prototype, controlled by a DSP type controller (Digital Signal Processing), programmed in MATLAB/Simulink. The converter controls the voltage in the DC bus (Udc), through the imposition of an AC current. This control was made using one PI linear classic controller. The control of AC current was realized using three distinct control techniques: 1) The PI classic controller, as modeler; 2) Control by sliding mode; 3) Predictive Control. Finally for each technic used, there was made a comparison of the results of the experimental analysis with the results obtained in the laboratory simulation, in order to reach to a conclusion regarding the experiments
