Conversor CC-CC para aplicação em filtro ativo paralelo do tipo fonte de corrente

Abstract

Atualmente, a utilização de cargas não lineares é cada vez mais frequente. Estas, originam problemas de qualidade de energia elétrica (QEE), resultando em várias consequências, como falhas em equipamentos eletrónicos, podendo causar prejuízos elevados em diversos setores. Os filtros ativos de potência, que também podem fazer interface com fontes de energia renovável, apresentam-se como uma boa solução para mitigar estes problemas. Nesta dissertação de mestrado apresentam-se as topologias de filtros ativos de potência, tendo sido simulada uma topologia de Filtro Ativo Paralelo do Tipo Fonte de Corrente. Nesta simulação, para além do inversor fonte de corrente (Current-Source Inverter - CSI), implementou-se um algoritmo baseado na Teoria p-q, bem como a técnica de modulação vetorial (Space-Vector Modulation - SVM). Estas técnicas foram as escolhidas para efetuar o controlo e a modulação do Filtro Ativo Paralelo do Tipo Fonte de Corrente. Nesta dissertação é ainda efetuado um estudo sobre o estado da arte dos conversores CC-CC utilizados em sistemas solares fotovoltaicos, e sobre os sistemas de controlo aplicáveis aos mesmos. Tendo em conta as características do sistema, foi selecionado o conversor CC-CC push-pull, sendo o mesmo simulado e implementado. Nesta dissertação é realizado o dimensionamento e a construção do transformador de alta-frequência deste conversor CC-CC. São ainda apresentadas as placas do andar de potência e o sistema de controlo, desenvolvido no DSP TMS320F28335 da Texas Instruments. A presente dissertação de mestrado apresenta também os testes realizados ao transformador de alta-frequência e ao conversor CC-CC push-pull a operar isoladamente. São ainda apresentados resultados experimentais para a operação de todas as placas desenvolvidas.

Nowadays, the use of no-linear loads in industry and by general consumers is increasingly common. This situation causes Power Quality problems, resulting in various consequences, such as flaws in electronic equipment, which may cause revenue losses in several sectors. Besides that, Power Quality problems contributes to the increase of efficiency losses in domestic and industrial equipment, and also in the electrical installations. The Active Power Filters, which can be incorporated with Renewable Energy solutions, are a good solution to mitigate these problems. In this Master Thesis are presented the main topologies of Active Power Filters, with Current-Source Shunt Active Power Filter being simulated. In this simulation, in addition to the Current-Source Inverter, an algorithm based on the p-q Theory and the Space Vector Modulation technique was implemented. These techniques were chosen to control and modulate the Current-Source Shunt Active Power Filter. In this work, it is also made a study about the state of the art of DC-DC Converters used in Photovoltaic Solar Systems, and the control systems that can be applied to them. Considering the characteristics of the system, the DC-DC Push Pull Converter has been selected, where it is simulated and implemented. In this Master Thesis the design and construction of the high-frequency transformer of this converter was developed. The power stage boards and the control system, implemented in the Texas Instruments microcontroller DSP TMS320F28335, are also developed and presented. This work also presents the tests performed for the developed high-frequency transformer and DC-DC Push Pull Converter. Experimental results of all developed circuits are presented.