Desenvolvimento Matemático de MMC Utilizando a Estratégia de Chaveamento PSCPWM

A maioria das dificuldades frequentemente presentes nos conversores multiníveis está vinculada ao dimensionamento de suas estruturas, principalmente referente à decisão sobre a quantidade de níveis (e, por consequência, o número de chaves a ser utilizado), sobre a frequência de chaveamento e sobre o valor do índice de modulação de amplitude que melhor se adeque à aplicação desejada. Usualmente o dimensionamento dos conversores, incluindo os MMCs é primeiramente realizado por intermédio de softwares de simulação para, por exemplo, determinar o conteúdo harmônico da tensão de saída do conversor, dispendendo considerável tempo e, portanto, dificultando qualquer alteração de parâmetro para efeitos de simulação. Dessa forma, este estudo se dedica a equacionar o conversor modular multinível em função da estratégia de chaveamento (a qual também afeta o conteúdo de distorção harmônica), do número de níveis, do nível de tensão e do conteúdo da distorção harmônica que se deseja atender. O objetivo principal é obter as equações inerentes ao conversor a fim de facilitar a manipulação do número de níveis, da frequência de chaveamento e do índice de modulação de amplitude, a fim de subsidiar a escolha do projetista sem a necessidade da modelagem e simulação de diversos conversores. A ferramenta escolhida para a modelagem matemática foi a transformada dupla de Fourier, pois, diferente da transformada rápida de Fourier, essa permite simultaneamente a variação dos índices da portadora e da onda fundamental, possibilitando análises de harmônicos de alta e baixa frequência múltiplos da portadora de forma simultânea e com boa precisão, facilitando a obtenção dos parâmetros ótimos do conversor. O equacionamento foi emulado em software matemático específico (MATLAB®) e os resultados confrontados em software de transitórios eletromagnéticos (PSCAD/EMTDC®) e implementados em FPGA a fim de garantir a veracidade e robustez do trabalho