Implementação de algoritmo de controle para conversor de frequência multinível de ponte-H em cascata

Abstract

The purpose of this dissertation is based on the industry’s needs and tendencies to acquire more robust, versatile and reliable electrical drives. An alternative control algorithm was created and implemented by simulation for utilization in medium voltage frequency converters belonging to the cascaded H-bridge topology. The converter model chosen operates via individual power modules that are grouped by phase to synthesize the output voltage waveform; so it is necessary to use an efficient control agorithm and additional availability measures, due to the large amount of electronic components that are prone to failure. The modulation utilized is done by means of space vectors in tandem with pulse width for obtaining the control signal. For this project’s implementation, it is necessary to change coordinates for optimization of the calculation made for synthesis of the waveform for each power module. At the end, the algorithm with the most consistent efficiency across multiple applications and with the least negative effect in the grid and the motor was chosen.

O propósito deste trabalho é baseado nas necessidades e tendências da indústria em aquisição de acionamentos elétricos cada vez mais robustos, versáteis e confiáveis. Foi elaborado e implementado em simulação um algoritmo alternativo de controle para utilização em conversores de frequência de média tensão pertencentes à topologia ponte-H em cascata. O modelo de conversor escolhido opera por meio de módulos individuais de potência que são agrupados por fase a fim de sintetizar a tensão de saída; desse modo, se faz necessária a utilização de um algoritmo eficiente de controle e de medidas adicionais de disponibilidade do equipamento, dada a grande quantidade de componentes eletrônicos que estão propensos à falha. A modulação realizada é feita por meio de vetores espaciais em conjunto com larguras de pulso para obtenção dos sinais de controle. Para a implementação desse projeto, se faz necessária uma mudança de coordenadas para otimização de cálculos para síntese da forma de onda de cada módulo de potência. Ao fim, foi escolhido o algoritmo mais consistentemente eficiente para várias aplicações e com menos efeitos negativos causados no motor e na rede.