Development of a single-phase asymmetric flying capacitor converter
| Autor: | Saccol, Gabriel Avila |
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| Přispěvatelé: | Rech, Cassiano, Batschauer, Alessandro Luiz, Beltrame, Rafael Concatto, Dupont, Fabrício Hoff |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
| Popis: | This work presents a comprehensive analysis of a single-phase full-bridge asymmetrical flying capacitor multilevel converter. Multilevel converters are a promising alternative to high power applications, since they use low voltage semiconductors to produce output waveforms with an increased number of levels. Among the conventional topologies, the flying capacitor converter has redundant states, which can be used for the voltage balance of the capacitors. Furthermore, the number of output voltage levels can be extended by using different voltage levels for flying capacitors, reducing or even eliminating the output filter. In this work, a methodology for the determination of the flying capacitor voltages is proposed to synthesize equally spaced output voltage levels for a full-bridge asymmetrical flying capacitor converter. A detailed analysis of the flying capacitor voltages balance is also performed, through the space vector modulation. Finally, a nine-level configuration is proposed for reactive power compensation and simulation and experimental results are presented to confirm the viability of the proposals of this work. Este trabalho apresenta uma análise detalhada de um conversor multinível assimétrico com capacitores flutuantes em estrutura ponte completa. Conversores multiníveis são estruturas bastante interessantes em aplicações de alta potência, visto que utilizam semicondutores de baixa tensão para a produção de formas de onda com elevado número de níveis. Entre as topologias convencionais, os conversores com capacitores flutuantes possibilitam a utilização dos estados redundantes do conversor para a regulação das tensões dos capacitores. Além disso, o emprego de diferentes valores de tensão nos capacitores flutuantes dessas topologias constitui uma alternativa para o aumento do número de níveis, possibilitando a diminuição ou até mesmo a remoção dos filtros de saída. No decorrer deste trabalho, uma metodologia para a definição dos valores de tensão para os capacitores flutuantes é proposta para a produção de níveis igualmente espaçados na saída de um conversor assimétrico com capacitores flutuantes em estrutura ponte completa. Uma análise do balanceamento das tensões dos capacitores flutuantes também é realizada através da estratégia de modulação vetorial. Em seguida, é realizado o projeto de uma configuração de nove níveis assimétrica com capacitores flutuantes para aplicação como compensador estático de reativos e resultados de simulação e experimentais são apresentados a fim de comprovar a viabilidade das propostas expostas neste trabalho. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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