Proposta de técnica para aumento de suportabilidade a afundamentos temporários de tensão em acionamentos de velocidade variável

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico This work presents an approach about the behavior of Adjustable Speed Drives (ASDs) during voltage sags and shows a novel structure, named Hybrid Three Phase Rectifier (HTR) connected with Boost Converter, capable of providing an increase of ride-through voltage sags up to 50 % of the ac power supply voltage reduction. This equipment is also able to provide high power factor with low current harmonic distortion. In order to analyze the behavior of the proposed HTR, it was developed a computational model on PSIM® platform, being possible to observe this structure under various types of sags, before. A complete discussion about the power contribution of each rectifier group and its impact over the averall efficiency of the rectifier is presented. In addition, the design procedure of the voltage and current controllers are also presented. In order to achieve this goal, the state-space average technique was used. Corroborating with the exposed theory, a 5 kW prototype was built and analyzed at the laboratory. This was subjected to voltage sags of types A, B and E. The analysis under condition of sags of types C, D, F, and G were performed only by computational simulation due to laboratorial limitations. In all studied cases, it was proved that the proposed solution is effective and can be very attractive for high power applications when compared to other solutions reported in the specialized literature. Este trabalho realiza uma abordagem sobre o comportamento dos dispositivos de Acionamento com Velocidade Variável (AVV) diante de afundamentos de tensão e apresenta uma nova estrutura, denominada Retificador Hibrido Trifásico (RHT) com conversor Boost conectado, capaz de proporcionar suportabilidade a afundamentos de até 50% de redução da tensão ca de alimentação. Tal equipamento ainda é capaz de obter alto fator de potência com reduzida taxa de distorção harmônica de corrente. Para analisar o comportamento do RHT proposto, foi implementado um modelo computacional na plataforma PSIM®, em que foi possível observar o comportamento do retificador sob os diversos tipos de afundamento. Uma discussão completa acerca da contribuição de potência dos grupos retificadores e seu impacto na eficiência global do retificador é apresentanda. Adicionalmente, os procedimentos de projeto dos controladores de tensão e corrente dos conversores chaveados também são apresentados. Para tanto, utilizou-se a técnica de espaço de estado médio. Com o intuito de corroborar com a teoria exposta, um protótipo de 5 kW foi construído e avaliado em laboratório. Este foi submetido à afundamentos dos tipos A, B e E. As análises para os demais tipos de afundamentos temporários de tensão, isto é, afundamentos do tipo C, D, F e G foram feitas somente através de simulações computacionais devido a limitações do arranjo laboratorial disponível. Em todos os casos estudados, foi comprovado que a solução proposta é eficaz e pode ser bastante atrativa para aplicações em elevadas potências, quando comparada com outras soluções reportadas na literatura técnica especializada. Doutor em Ciências