Publicação
Desenvolvimento de um filtro ativo paralelo monofásico compacto e didático utilizando MOSFETs
| Resumo: | A crescente modernização dos setores económicos e sociais, a par do aumento da qualidade de vida das pessoas, deve-se em larga escala à crescente utilização de equipamentos eletrónicos, capazes de realizar as mais variadas e complexas tarefas. Estes equipamentos absorvem correntes distorcidas, provocando efeitos prejudiciais à qualidade da energia no sistema elétrico, manifestando-se numa sequela de consequências, como aumento das perdas em diferentes dispositivos ou mesmo o mau funcionamento de determinados equipamentos. No sector industrial podem causar uma diminuição da eficiência na produção, e consequentemente reverter em perdas económicas elevadas. No seguimento dos trabalhos de investigação na área da Qualidade de Energia Elétrica desenvolvidos pelo Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho, esta dissertação descreve o desenvolvimento de um Filtro Ativo Paralelo monofásico, utilizado para mitigar harmónicas na corrente e o baixo fator de potência. Pretende-se que o equipamento desenvolvido seja o mais eficiente e compacto possível, sendo a utilização de MOSFETs no inversor de potência um dos pontos fulcrais para conquistar esse objetivo. Através da utilização de frequências de comutação elevadas é conseguida a diminuição dos componentes constituintes do mesmo, tornando-o mais compacto e leve. Um dos desígnios deste equipamento é a sua utilização em demostrações públicas da tecnologia, para tal foi desenvolvida uma interface gráfica com o utilizador, onde é possível visualizar formas de onda do sistema, bem como outras variáveis importantes para o entendimento do funcionamento do equipamento e da tecnologia envolvida. Ao longo deste documento é realizado um levantamento dos vários componentes constituintes do Filtro Ativo Paralelo, por forma a perceber o seu funcionamento, bem como as diversas topologias de hardware e teorias de controlo exequíveis de implementar. De forma a avaliar o funcionamento do Filtro Ativo Paralelo monofásico, são realizadas simulações computacionais, analisando a sua operação para diferentes condições de carga. Por fim, é apresentada toda a implementação prática deste equipamento, terminando com os resultados experimentais. |
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| Autores principais: | Almeida, Raul Fernando Silva |
| Assunto: | Qualidade da energia elétrica Filtro ativo paralelo monofásico Inversor a MOSFETs Compensação de harmónicas Interface gráfica com o utilizador Power quality Single-phase shunt active power filter MOSFETs inverter Harmonics compensation Graphical user interface |
| Ano: | 2013 |
| 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: | A crescente modernização dos setores económicos e sociais, a par do aumento da qualidade de vida das pessoas, deve-se em larga escala à crescente utilização de equipamentos eletrónicos, capazes de realizar as mais variadas e complexas tarefas. Estes equipamentos absorvem correntes distorcidas, provocando efeitos prejudiciais à qualidade da energia no sistema elétrico, manifestando-se numa sequela de consequências, como aumento das perdas em diferentes dispositivos ou mesmo o mau funcionamento de determinados equipamentos. No sector industrial podem causar uma diminuição da eficiência na produção, e consequentemente reverter em perdas económicas elevadas. No seguimento dos trabalhos de investigação na área da Qualidade de Energia Elétrica desenvolvidos pelo Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho, esta dissertação descreve o desenvolvimento de um Filtro Ativo Paralelo monofásico, utilizado para mitigar harmónicas na corrente e o baixo fator de potência. Pretende-se que o equipamento desenvolvido seja o mais eficiente e compacto possível, sendo a utilização de MOSFETs no inversor de potência um dos pontos fulcrais para conquistar esse objetivo. Através da utilização de frequências de comutação elevadas é conseguida a diminuição dos componentes constituintes do mesmo, tornando-o mais compacto e leve. Um dos desígnios deste equipamento é a sua utilização em demostrações públicas da tecnologia, para tal foi desenvolvida uma interface gráfica com o utilizador, onde é possível visualizar formas de onda do sistema, bem como outras variáveis importantes para o entendimento do funcionamento do equipamento e da tecnologia envolvida. Ao longo deste documento é realizado um levantamento dos vários componentes constituintes do Filtro Ativo Paralelo, por forma a perceber o seu funcionamento, bem como as diversas topologias de hardware e teorias de controlo exequíveis de implementar. De forma a avaliar o funcionamento do Filtro Ativo Paralelo monofásico, são realizadas simulações computacionais, analisando a sua operação para diferentes condições de carga. Por fim, é apresentada toda a implementação prática deste equipamento, terminando com os resultados experimentais. |
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