Projetos Doutorandos 2011

Adriano Ruseler

Conversor Multinível Modular integrado com a Carga

Características:
•    Acionamento de média tensão
•    Construção modular (Sub-Módulos idênticos)
•    Corrente de sequência zero nula.
•    Redundância de operação após falha de semicondutor
•    Multinível em tensão ( Defasamento em alta frequência dos módulos de cada braço )
•    Semicondutores de baixa tensão
•    Alta frequência de modulação ( Rápida resposta dinâmica )
•    Adequado para integração com o motor.
•    Reduzida derivada de tensão.

 


Antonio José Bento Bottion

Conversão CC-CC Bidirecional Modular para Alta Tensão e Alta Potência

Figura 2 – Conversão CC-CC Bidirecional Modular para Alta Tensão e Alta Potência.

Vantagens:
•    Possibilita a troca de energia entre dois barramentos CC;
•    Sistema modular onde as entradas e as saídas dos módulos são conectadas em série;
•    Módulos com interruptores de baixa tensão;
•    Fácil manutenção e proteção.


Eduardo Valmir de Souza

Conversor CC-CC Bidirecional Flyback-Push-Pull alimentado em corrente

Figura 3 – Conversor CC-CC Bidirecional Flyback-Push-Pull alimentado em corrente e a convenção das grandezas adotadas.

Vantagens:
•    Esforços de corrente reduzidos nos interruptores;
•    Proteção contra saturação do transformador nos dois sentidos de fluxo de potência;
•    Comando comum aos interruptores do mesmo lado;
•    Possibilidade de retificação síncrona nos diodos.

 

Tabela 1 – Especificação do Protótipo

Figura 4 – Formas de ondas experimentais no modo de operação Buck p->s.

Figura 5 – Formas de ondas experimentais no modo de operação Boost s->p.


Eloi Agostini Junior

Conversor CC-CC Trifásico ZVS PWM de Três Níveis

Figura 6 – Conversor CC-CC trifásico ZVS PWM de três níveis proposto.

Principais características:
•    Esforços de tensão sobre os interruptores ativos são a metade do valor da tensão de entrada;
•    Possibilidade de operação com comutação suave do tipo ZVS em todos os interruptores;
•    Isolação a partir da utilização de um transformador trifásico de alta frequência.
•    Estágio de saída com característica de fonte de tensão;
•    Modulação PWM simétrica.


Tabela 2 – Especificações do protótipo.

Figura 7 – Característica de saída.

Figura 8 – Fotografia do protótipo construído.


Gabriel Tibola

Conversor CA-CC Trifásico em Estágio Único com Isolamento em Alta Frequência Baseado no Conversor CC-CC SEPIC Operando no Modo de Condução Descontínuo

Figura 9 – Estágio de potência da topologia proposta.

Resumo:
Neste trabalho, propõe-se uma unidade retificadora trifásica que provê correntes senoidais na entrada e em fase com as tensões, em um estágio único com isolamento em alta frequência, e tensão de saída regulada, sem a utilização de sensores e malhas de controle de corrente.

Vantagens:

  • Correção do fator de potência;
  • Tensão de saída regulada;
  • Estágio único;
  • Isolamento em alta frequência;
  • Operação como elevador e abaixador de tensão;
  • Utilização de somente três interruptores ativos de potência;
  • Ausência de sensores e malhas de controle para a corrente de entrada;
  • Possibilidade de alocação das indutâncias de entrada no lado AC da estrutura, aproveitando-se as indutâncias de um gerador ou de linha da rede elétrica, por exemplo;
  • Possibilidade de acoplamento dos indutores de entrada quando utilizado o modulador trifásico (phase-shift), diminuído assim o volume.

Principais Resultados Experimentais:

Tabela 3 – Especificações.

Figura 10 – Protótipo implementado.

Figura 11 – Correntes nos diodos de saída (20 A/div) juntamente com a corrente de saída não filtrada (20 A/div) e tensão base-emissor (50 V/div) de um dos IGBTs.

Figura 12 – (A) Correntes (5 A/div) nos indutores de entrada. (B) Detalhe da ondulação de corrente (5 A/div) em um dos indutores de entrada. (C) Tensão (200 V/div) em uma fase e corrente (10 A/div) na mesma fase/linha. (D) Espectro harmônico das correntes de entrada em relação à fundamental.


Gleyson Luiz Piazza

Inversor de Tensão Zeta-Sepic

Figura 13 – Estágio de potência do inversor monofásico de tensão Zeta-Sepic.

Características:
•    Possibilidade de operar com tensão alternada de pico maior ou menor que a tensão de barramento;
•    Não necessita o uso de transformadores entre os terminais da carga quando o conversor CC-CA operar como elevador;

Figura 14 – Ganho de tensão para os inversores Zeta-Sepic e Buck.

Figura 15 – Tensão de saída e corrente no indutor Lf para o inversor Zeta –Sepic operando como elevador de tensão.


Moisés Carlos Tanca Villanueva

Conversor CC-CC Não Isolado de Alto Ganho de Tensão e Alto Rendimento

Figura 16 – Topologia de conversor CC-CC elevador de alto ganho baseado na ligação de células comutação em escada.

Tabela 7 – Especificações do protótipo

Perfil do protótipo:

  • Topologia baseada na ligação de células de comutação em escada a fim de distribuir os esforços de tensão sobre seus elementos.
  • A tensão sobre os interruptores, diodos e capacitores é muito inferior à tensão de saída.
  • Utilização de semicondutores de baixa tensão a fim de reduzir as perdas de condução e comutação.
  • Solução alternativa para estagio de conversor CC-CC no sistema de processamento de energia elétrica de fontes renováveis e no sistema de UPS.
  • Aplicação para sistemas elétricos não isolados de veículos e embarcações autônomas.

 

Figura 18 – Resultados experimentais