Study and implementation of a current control for matrix converter and voltage source inverters without capacitor in DC link

Orientador: Ernesto Ruppert FilhoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A presente tese refere-se a um modelo de controle de corrente para conversores em matriz trifásico para trifásico e inversores fonte de tensão trifásica sem capacitor no elo de corrente continua com o objetivo minimizar e compensar as distorções presentes nas tensões de saída dos conversores de modo a obter correntes elétricas senoidais na carga. Nesses conversores, por não possuírem elementos armazenadores de energia de grandes valores, os desequilíbrios e/ou distorções presentes nas tensões de entrada irão se refletir nas tensões de saída. O modelo de controle de corrente proposto consiste em manter constante o módulo do vetor espacial das correntes de saída do conversor em matriz por meio de um regulador PI que altera dinamicamente a razão cíclica de acionamento das chaves de potência compensando os desequilíbrios e distorções das tensões trifásicas de entrada. O desempenho do controle proposto é validado por meio de simulações executadas no Matlab e em resultados experimentais obtidos no protótipo de um inversor fonte de tensão sem capacitor no elo de corrente continua alimentando uma carga RL trifásicaAbstract: This thesis concern a current control method for three-phase matrix converter and three-phase voltage source inverter without a dc link capacitor in order to mitigate and compensate the distortions present in the output voltages so that the output currents are sinosoidal. In these converters, because of lack of large storage elements, imbalances and/or distortions present in the input voltage will be immediately reflected to the converter output voltages. The proposed current control model forces the magnitude of the output space vector current to be constant through a PI controller that dynamically alters the duty cycle of the power converter switching for compensating the imbalances and distortions from input voltages. The performance of this current control is validated by simulations implemented in Matlab and experimental results on the prototype of a voltage source inverter without a DC link capacitor feeding a three-phase RL loadDoutoradoEnergia EletricaDoutor em Engenharia Elétric