Estratégia de controle moderno aplicado ao desenvolvimento de conversores CA-CA híbridos

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de estratégias de controle moderno aplicadas a conversores CA–CA híbridos. Tais estratégias se baseiam em métodos de controle no espaço de estados envolvendo alocação de polos e observadores de estados. Os conversores CA–CA híbridos são sistemas que buscam entregar maior precisão em sua tensão de saída com a utilização de tecnologias de chaveamento lentas em conjunto com tecnologias rápidas. Para isso, apresenta-se um estudo referenciado em bibliografia especializada a respeito de estabilizadores de tensão, conversores CA–CC e CC–CA, bem como sobre sistemas de controle no espaço de estados. Em seguida, os projetos de hardware e firmware são descritos e testados via simulação. A validação dos mesmos permitiu a montagem de protótipos e estes foram testados de maneira modular e em conjunto para aquisição de dados a respeito do sistema. Por fim, os resultados são discutidos e são sugeridas melhorias. Com isto, demonstra-se que o estabilizador híbrido é viável e funcional, permitindo o desenvolvimento de produtos de base eletrônica com menor custo de fabricação agregado, mas adicionando maior qualidade ao sinal de saída para cargas sensíveis.

This work presents the development of modern control strategies applied to AC–AC hybrid converters. This strategies are based on state space control methods involving poles allocation and state space observers. AC–AC hybrid convertes are systems that aim to deliver an output voltage with higher precision using electromechanical switching technologies along with faster and modern switching technologies. In order to reach out this purpose, a study referenced in specialized bibliography about voltage stabilizers, AC–DC converters, DC–AC converters and state space control systems is presented. Thereafter, the hardware and firmware projects are described and tested via simulation. The projects validation enabled their assembly as a prototype which was modularly tested. After that, the modules were assembled together and new tests were performed for data acquisition and analysis. These analyzes allowed the suggestion of improvements. To conclude, the results showed that the hybrid converter is viable and functional which yelds to the possibility of developing electronic based products with lower manufacturing cost and higher output signal quality to sensible loads.