Conversores CA-CC com elevado fator de potência utilizando células de comutação de três estados

• Processo: 19/18020-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2022
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Sistemas Elétricos de Potência
• Pesquisador responsável: Falcondes José Mendes de Seixas
• Beneficiário: Falcondes José Mendes de Seixas
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Douglas Carvalho Morais ; Lucas Carvalho Souza ; Luis Armando de Oro Arenas
• Assunto(s): Eletrônica de potência Célula de comutação de três estados Retificadores Distorção harmônica total Fator de potência Qualidade da energia elétrica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Célula de Comutação de Três Estados | Distorção harmônica total | Fator de Potência | Qualidade de energia elétrica | Retificador | Eletrônica de Potência

Resumo

Como principal objetivo, o projeto visa a apresentação de estruturas de conversores CA-CC atuando na regulação do fator de potência com uso da célula de comutação de três estados. É uma linha de pesquisa muito pouco explorada na literatura, permitindo também a combinação com estratégias de controle e/ou, com técnicas como o entrelaçamento (interleaving) ou retificação e elevação semi-controlada em único estágio (bridgeless). Essa última, já tem sido explorada com muito sucesso por esta equipe de projeto em topologias derivadas do conversor boost. Nesse sentido, são exploradas estruturas de conversores CA-CC com a utilização da célula de comutação de três estados no que tange à correção ativa do fator de potência. Primeiramente, é apresentado o conceito de célula canônica e suas características de operação, posteriormente, a característica de operação das células de três estados, com maior ênfase à configuração denominada de célula B. Um maior foco será dado na operação do conversor buck-boost atuando na correção do fator de potência e utilizando a célula B de comutação de três estados, de modo a minimizar a distorção harmônica total de corrente imposta pelo conversor na rede de alimentação e manter a tensão de saída estável em seu ponto de operação. O uso da célula de comutação de três estados tem-se mostrado muito atrativo em diversas aplicações, permitindo a divisão nos esforços de corrente em todos os semicondutores, reduzindo apenas a metade da corrente que flui pelo indutor. Além disso, permite o aumento em duas vezes na frequência de ondulação dos elementos armazenadores de energia do circuito, como indutores e capacitores, o que facilita o projeto dos filtros de saída e de entrada. Destaca-se também como objetivo, a construção de protótipos para melhor detalhar os resultados experimentais, tanto para topologias CC-CC como na correção do fator de potência, utilizando as configurações de células de comutação de três estados do tipo A e B. Esses protótipos devem ser construídos no âmbito da dissertação do aluno de mestrado Lucas Souza, e na tese de doutorado do aluno Douglas Carvalho, ambos pesquisadores associados neste projeto. Por fim, aplicações como carregadores de baterias para veículos elétricos, acionamentos com velocidade variável, sistemas de retificação para aeronaves, entre outras, podem ser explorados com o conceito de célula de comutação de três estados. (AU)