Análise e simulação de conversores estáticos de energia CC/CA para aplicação em geração distribuída

Victor.Emanuel Soares Barbosa; Emerson Giovani Carati; Everton Aguiar

doi:10.20906/CPS/SICITE2015-0424

Resumo

Foram desenvolvidas pesquisas acerca de conversores estáticos de energia CC/CA para aplicação em geração distribuída, que é uma alternativa ao fornecimento de energia elétrica pelas concessionárias tradicionais de energia, podendo gerar através de energia solar fotovoltaica, eólica entre outras, ela ainda pode ser usada para suprir cargas isoladas ou então conectar à rede, fornecendo energia para o sistema elétrico de potência. Para o entendimento do funcionamento dos conversores foi estudado alguns dispositivos eletrônicos de potência como diodos até chaves IGBTs para uso em potência. O inversor PWM ponte completa tem vantagens em relação ao de meia ponte, podendo citar menor variação de corrente para a mesma carga, possibilidade de maiores níveis de tensão, além da menor saturação dos elementos magnéticos que pode ocorrer quando se usa o inversor meia ponte. Geralmente na saída do inversor PWM é conectado um filtro LCR para filtrar harmônicas de ordem elevadas provenientes da modulação PWM. Para a modelagem deste filtro utiliza-se um circuito LCR ideal. Para este inversor completo básico foi utilizado um arranjo de quatro MOSFETs de potência e um circuito acionador destas chaves, utilizando comparação com uma função senoidal. O funcionamento do circuito, de forma geral, é feita de modo a obter na resistência de saída uma forma de onda senoidal, com valor de pico próximo da fonte CC na entrada. Para isso a tensão CC é seccionada através das chaves de tal forma a obter na entrada do filtro uma modulação PWM em que o período alto dos pulsos seja de acordo com uma senoide. Foi ainda realizada a simulação do inversor de ponte completa em MATLAB e PSIM e a modelagem matemática do filtro.

Palavras-chave: Inversores; UPS; Geração Distribuída