Static converters with digital control for applications in single phase systems.

Este trabalho trata de estratégias de controle de conversores estáticos para sistemas elétricos monofásicos. As estratégias de controle propostas são baseadas num modelo vetorial do sistema monofásico. Essas estratégias de controle incluem malhas de controle de corrente e controle de tensão que garantem alto fator de potência e minimizam a distorção harmónica. 0 desenvolvimento do modelo vetorial requer a introdução de um circuito monofásico virtual para criação do eixo em quadratura da formulação vetorial. Conversores estáticos dos tipos ca/cc e ca/cc/ca, reversíveis, foram considerados nesse trabalho. São investigadas as características de regime transitório e de regime permanente dos sistemas de conversão. No estudo de regime permanente considerase a influência dos valores dos parâmetros dos elementos passivos (resistências e indutâncias) no controle do fator de potência e no controle da tensão no elo cc. No caso dos conversores ca/cc e ca/cc/ca o estudo de regime permanente inclui uma avaliação das correntes nos capacitores e dos harmónicos introduzidos pela tensão modulada nos terminais das chaves. Para diminuir o custo do sistema de conversão, investiga-se, para o caso ca/cc/ca, o conceito de compartilhamento de um braço. 0 braço compartilhado é utilizado tanto do lado do retificador de entrada quanto do lado dos inversores que alimentam as cargas. A geração dos sinais de comando das chaves estáticas é feita através de técnicas de modulação por largura de pulso do tipo escalar ou vetorial, desenvolvidas para cada uma das configurações estudadas. 0 trabalho apresenta resultados obtidos por simulações digitais bem como resultados obtidos em laboratório numa plataforma experimental na qual foram implementadas as estratégias de controle e as configurações estudadas. Os resultados experimentais são satisfatórios e comprovam a validade da formulação proposta.This work deals w i t h control strategies of static converters for single-phase systems. The proposed strategies are based on a vector model for representing the single-phase system. These strategies include the current control and the voltage control that provide high power factor and minimize the harmonic distorlion. The development of the vector model has required the introduction of a virtual single-phase circuit to create the quadrature axis of the vector framework. Reversible AC/AC and AC/DC/AC static converters have been considered in this work. The transient and steady-state characteristics of the conversion systems have been investigated. In the steady-state characteristics, the influence of the values of the parameters of the passive elements (resistances and inductances) over the power factor control and the control of the voltage of the DC link bus was studied. In the case of the AC/DC and AC/DC/AC converters, the steady-state also includes the evaluation of the capacitor current and 1 lie harmonic components resulting from the modulation of the switch voltage. To reduce lhe cost of lhe conversion system based on the AC/DC/AC converter, the concept of sharing one leg is investigated. The shared leg is used either by the input rectifier and the output inverters employed to supply the loads. The generation of the gating signals is done using scalar and vector pulse width modulation techníques conceived for each one of the configurations being studied. The work presents results obtained from digital simulation as well experimental results obtained with a Iaboratory prototype in which ali the proposed strategies were for ali the configurations. The experimental results were satisfactory and demosntrate the correctness of the proposed methodology