Publicação
Desenvolvimento de um filtro ativo de potência paralelo monofásico com conversor de 5 níveis
| Resumo: | O aproveitamento da energia elétrica e, consequentemente, a rentabilidade do consumo da mesma têm sido alvo de estudo nos últimos anos. Tal preocupação deve-se à abundância de equipamentos eletrónicos no mercado, cuja ligação é a principal causa da introdução de conteúdo harmónico na rede elétrica, provocando a distorção das formas de onda da tensão e outros problemas associados. Atualmente, existem várias soluções que contribuem para atenuar estes fenómenos, de forma a proporcionar uma boa qualidade de energia elétrica (QEE) aos consumidores e aos fornecedores. Deste modo, pretendeu-se com este trabalho de dissertação desenvolver um filtro ativo de potência paralelo (FAP) monofásico, capaz de compensar os harmónicos de corrente e corrigir o fator de potência de uma instalação elétrica monofásica, utilizando um conversor de 5 níveis. Para tal, teve-se em consideração o conversor de potência com uma topologia multinível adequada e o sistema de controlo necessário à operação como FAP, os quais foram validados com diferentes tipos de cargas. Além disso, a utilização de uma topologia multinível teve como intuito aumentar a eficiência e o desempenho do FAP na melhoria da QEE, tendo em conta as inúmeras vantagens destas topologias. Quanto ao funcionamento do sistema de controlo, foi necessário determinar corretamente a corrente de compensação adequada em cada instante, bem como controlar a comutação dos semicondutores de potência para a sintetização dessa corrente e efetuar a regulação equilibrada das tensões nos condensadores do barramento CC. Estas etapas, que englobam o foco do tema da dissertação proposta, envolveram o estudo teórico e um levantamento bibliográfico para execução de testes de simulação, sendo o trabalho completado com a validação experimental do desempenho do FAP implementado. |
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| Autores principais: | Costa, Cristian Rebelo da |
| Assunto: | Qualidade de energia elétrica Harmónicos de corrente Fator de potência Filtro ativo paralelo monofásico Topologias multinível Controlo de corrente Teorias de potência Electrical power quality Current harmonics Power factor Single-phase shunt active power filter Multilevel topologies Current control Power theories |
| Ano: | 2018 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O aproveitamento da energia elétrica e, consequentemente, a rentabilidade do consumo da mesma têm sido alvo de estudo nos últimos anos. Tal preocupação deve-se à abundância de equipamentos eletrónicos no mercado, cuja ligação é a principal causa da introdução de conteúdo harmónico na rede elétrica, provocando a distorção das formas de onda da tensão e outros problemas associados. Atualmente, existem várias soluções que contribuem para atenuar estes fenómenos, de forma a proporcionar uma boa qualidade de energia elétrica (QEE) aos consumidores e aos fornecedores. Deste modo, pretendeu-se com este trabalho de dissertação desenvolver um filtro ativo de potência paralelo (FAP) monofásico, capaz de compensar os harmónicos de corrente e corrigir o fator de potência de uma instalação elétrica monofásica, utilizando um conversor de 5 níveis. Para tal, teve-se em consideração o conversor de potência com uma topologia multinível adequada e o sistema de controlo necessário à operação como FAP, os quais foram validados com diferentes tipos de cargas. Além disso, a utilização de uma topologia multinível teve como intuito aumentar a eficiência e o desempenho do FAP na melhoria da QEE, tendo em conta as inúmeras vantagens destas topologias. Quanto ao funcionamento do sistema de controlo, foi necessário determinar corretamente a corrente de compensação adequada em cada instante, bem como controlar a comutação dos semicondutores de potência para a sintetização dessa corrente e efetuar a regulação equilibrada das tensões nos condensadores do barramento CC. Estas etapas, que englobam o foco do tema da dissertação proposta, envolveram o estudo teórico e um levantamento bibliográfico para execução de testes de simulação, sendo o trabalho completado com a validação experimental do desempenho do FAP implementado. |
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