Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16243| Título: | Estudo e implementação de inversor multinível modular configurável controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa |
| Título(s) alternativo(s): | Study and implementation of FPGA-controlled configurable modular multilevel inverter for teaching and research applications |
| Autor(es): | Chavez, Lucas Felipe Kochanovecz |
| Orientador(es): | Font, Carlos Henrique Illa |
| Palavras-chave: | Modulação (Eletrônica) Dispositivos de lógica programável Inversores elétricos Software de aplicação Eletrônica de potência Modulation (Electronics) Programmable logic devices Electric inverters Application software Power electronics |
| Data do documento: | 29-Mar-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | CHAVEZ, Lucas Felipe Kochanovecz. Estudo e implementação de inversor multinível modular configurável controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa. 2019. 181 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2019. |
| Resumo: | Este trabalho apresenta um estudo a respeito dos inversores multiníveis de tensão, enfatizando o inversor multinível ponte H em cascata (Cascaded H-Bridge - CHB). Exibindo seus conceitos e premissas básicos, bem como as principais estratégias de modulações PWM (Pulse-Width Modulation) senoidal, culminando no desenvolvimento de um inversor em ponte completa modular, com potência individual de até 100W, controlado por dispositivo com lógica reconfigurável, FPGA (Field Programmable Gate Array), o qual pode ser conectado a outros módulos em cascata para aumento da quantidade de níveis de tensão de saída ou em paralelo para o acréscimo do número de fases. O modelo do inversor foi simulado no ambiente Simulink do software MatLab exibindo diferentes ondas de saída para algumas dos possíveis arranjos entre os módulos. O algoritmo de controle das chaves semicondutoras de cada ponte foi elaborado com o software Quartus II, sendo validado através do simulador ModelSim Altera, o qual foi embarcado no kit de desenvolvimento DE0-Nano contendo uma FPGA Altera Cyclone IV. A validação dos módulos foi realizada através de análises comparativas entre os resultados obtidos em simulação e nos testes em bancada, chegando em um protótipo versátil e compacto, com uma metodolgia didática e de simples utilização, exibindo exemplos de aplicações, como inversão de frequência, partida suave e controle do índice de modulação por potênciômetro, acrescentando, desta forma, para o ambiente acadadêmico a respeito dos estudos e pesquisas dos inversores multiníveis. |
| Abstract: | This term paper presents a study about multilevel voltage inverters focusing on Cascaded-H-Bridge multilevel inverters. The research will show its basic concepts as well as the main strategies regarding PWM sinusoidal modulations. This work led to the development of a modular full bridge inverter with power up to 100W and controlled by a reconfigurable logic device (FPGA). This device can be connected to several other modules in a cascaded arrangement, in order to increase the output voltage levels or in parallel to increase the number of phases. The model of this inverter was simulated on Simulink environment, part of MatLab toolsuite, and showed different output waves for some of the possible combinations between the modules. The algorithm that controls the semiconductor switches of each bridge was developed in the Quartus II software and was validated through ModelSim Altera simulator. This study was embedded in a Terasic DE0-Nano development kit containing an Altera Cyclone IV FPGA. The modules validation was done through comparative analysis between the results obtained via simulation and bench tests. All this research done possible the construction of a compact and versatile prototype that is simple to use and presents application examples such as frequency inverter, soft start and modulation level control via potentiometer. Therefore, this study will add knowledge regarding multilevel voltage inverters on an academic level. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16243 |
| Aparece nas coleções: | PG - Engenharia Elétrica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| PG_COELE_2019_1_01.pdf | 10,27 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.