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Título: Micro inversor de estágio único conectado à rede elétrica baseado no conversor flyback
Título(s) alternativo(s): Grid-tie single stage microinverter based on flyback converter
Autor(es): Alves, Tiago da Silva
Orientador(es): Agostini Junior, Eloi
Palavras-chave: Inversores elétricos
Sistemas de energia fotovoltaica
Linhas elétricas
Electric inverters
Photovoltaic power systems
Electric lines
Data do documento: 20-Nov-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: ALVES, Tiago da Silva. Micro inversor de estágio único conectado à rede elétrica baseado no conversor flyback. 2018. 94 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.
Resumo: O presente trabalho trata do estudo e a implementação de um conversor flyback (CCCA) de estágio único com seis interruptores, baseado nas seguintes variações topológicas: circuito flyback convencional, flyback com dois interruptores e com quatro interruptores. O estudo tem o objetivo de atestar que essa variação topológica pode regenerar a energia da indutância de dispersão durante a comutação. Além disso, outro objetivo é o acoplamento e a injeção de potência ativa na rede elétrica, proveniente de painéis fotovoltaicos. O conversor estudado opera utilizando-se de quatro interruptores comutados em alta frequência (50 kHz) e dois em baixa frequência (60 Hz), sendo capaz de entregar 127 V eficazes em sua saída. O estudo apresenta uma análise qualitativa das quatro etapas de funcionamento e análise matemática do conversor. Apresenta também formas de ondas teóricas e simuladas. O trabalho traz uma análise dinâmica de pequenos sinais e as funções de transferência do conversor para carga resistiva e conectado à rede elétrica. São apresentados os resultados de rendimento do conversor, sendo que o valor máximo medido foi de 94,3 %. Nos testes com o protótipo, foram medidas as formas de ondas em malha fechada com carga resistiva, conectado à rede elétrica e conectado a uma fonte senoidal. Além disso, apresenta-se um breve estudo da taxa de distorção harmônica da corrente injetada na rede. Por fim, conclui-se a efetividade do conversor em realizar a conexão com a rede elétrica, gerar uma corrente senoidal em sua saída com baixa distorção harmônica e a injeção de potência ativa na rede.
Abstract: The present work introduces the study and the implementation of a single stage flyback converter (DC-AC) with six switches, based on topological variations: flyback circuit, flyback with two switches and with four switches. The study had the intention to certify that this topological variation could regenerate the energy of the dispersion inductance during the commutation, this supposition has proven to be true. Besides that, another goal was to connect the converter to the electrical network and inject the active power to the grid of the photovoltaic panels. The studied converter works using four high frequency (50 kHz) switches and two low frequency (60 Hz) switches, and being able to deliver effective 127 V on its output. The study also presents a qualitative analysis of the four stages of the operation and math analysis, it also presents theoretical and simulated waveforms. It also presents a dynamic analysis of small signal, where it is presented the transfer function with a resistive load and when it is coupled to an electrical network. Efficiency results of the converter are also presented, the best result was 94,3 %. The wave forms of the close loop operation with a resistive load, coupled to an electrical network and coupled to a sinusoidal source are also presented at the prototype test. Besides that it presented a little analysis of the total harmonic distortion for the injected current into the network. Finally, it concluded that effectiveness of the converter in realizing the connection with the electric network generates a sinusoidal current in its output with low harmonic distortion and the injection of an active power in the network.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10554
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