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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: CONVERSOR CC-CC HÍBRIDO ISOLADO PARA UTILIZAÇÃO EM SISTEMAS MVDC

Orientador
  • MARCELO LOBO HELDWEIN
Aluno
  • JEFERSON FRAYTAG

Conteúdo

Os processos de transmissão e distribuição de energia elétrica são baseados, na grande maioria dos casos, em sistema de corrente alternada, os quais possuem uma operação considerada robusta e eficiente. entretanto, como resultado do crescente desenvolvimento científico e tecnológico, a transmissão por longas distâncias de grandes blocos de energia em hvdc (high-voltage-direct-current) vem sendo foco de uma série de pesquisas na área. além disso, em níveis mais baixos de tensão e potência, a distribuição em mvdc (medium-voltage-direct-current) apresenta uma ampla gama de aplicações, tanto industriais quanto nas conexão entre microredes elétricas. neste contexto, o presente trabalho propõem a análise e o desenvolvimento de uma topologia híbrida para aplicações de interface cc-cc de média tensão, sendo esta composta pela integração entre o conversor dab (dual-active-bridge) e a estrutura modular mmc (modular-multilevel-converter), de tal forma que as principais características de operação das mesmas sejam mantidas. a topologia híbrida é analisada a partir do processo de modulação por múltiplas variáveis no qual, além da defasagem angular, modificam-se também as razões-cíclicas das tensões do primário e do secundário do transformador. desta forma, pode-se avaliar o comportamento global do conversor híbrido para toda faixa de operação, definindo assim os pontos associados à menor potência aparente total e ao menor volume dos elementos magnéticos. a estrutura modular mmc, presente na topologia híbrida, tem seu funcionamento limitado às transições das tensões do primário e do secundário do conversor principal, sendo assim responsável pelo processamento de energia durante pequenos intervalos de tempo. visando manter o balanceamento das tensões dos capacitores dos submódulos, propõem-se um mecanismo ativo de regulagem composto por elementos de comparação e estratégias de carga e descarga. com isso, tem-se uma distribuição mais homogênea e controlada da tensão nas espiras do transformador, reduzindo as perdas dielétricas e evitando eventuais problemas de isolação. considerando as características da modulação por múltiplas variáveis, metodologias de análise dos capacitores dos submódulos e dos indutores de braço são desenvolvidas, obtendo ferramentas adequadas de projeto para diferentes pontos de operação. fundamentado nestas metodologias, desenvolveu-se um protótipo experimental de laboratório, sendo este concebido para uma potência nominal de 2 kw e uma frequência de operação na ordem de 100 khz. o protótipo é composto por um conversor dab convencional e 3 submódulos associados a cada interruptor principal, totalizando assim 24 submódulos entre os lados primário e secundário. de acordo com os resultados experimentais obtidos, observou-se que a operação do conversor híbrido atende as metodologias de projeto desenvolvidas, validando assim as análises teóricas apresentadas.

Índice de Shannon: 3.62518

Índice de Gini: 0.881933

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
3,74% 4,01% 5,16% 4,69% 4,21% 3,77% 28,69% 4,88% 8,08% 5,22% 5,68% 3,81% 4,10% 4,97% 3,58% 5,41%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

3,74%

ODS 2

4,01%

ODS 3

5,16%

ODS 4

4,69%

ODS 5

4,21%

ODS 6

3,77%

ODS 7

28,69%

ODS 8

4,88%

ODS 9

8,08%

ODS 10

5,22%

ODS 11

5,68%

ODS 12

3,81%

ODS 13

4,10%

ODS 14

4,97%

ODS 15

3,58%

ODS 16

5,41%