Análise do retificador boost monofásico sob interrupções instantâneas da tensão de alimentação

Abstract

Os fenômenos de qualidade de energia elétrica, caracterizados pela variação instantânea do valor eficaz da tensão de alimentação, são os distúrbios mais onerosos e frequentes nos sistemas elétricos. A interrupção instantânea de energia elétrica, cujo intervalo é menor que o hold-up time da fonte de alimentação, atua nocivamente na operação do pré-regulador com alto fator de potência. O conversor boost, operando com a técnica de controle por valores médios instantâneos, pode vir a danificar sua integridade quando submetido a interrupções instantâneas da tensão de alimentação. Durante este distúrbio, ocorre a saturação da ação de controle aplicada ao modulador PWM, em função da dinâmica associada a cada controlador presente nas três malhas de controle. Assim, após o retorno da energia, a corrente de entrada assume valores extremamente elevados, vindo danificar a integridade do interruptor do conversor (MOSFET ou IGBT). Este trabalho avalia o comportamento dos controladores quando o conversor boost é submetido a interrupções instantâneas da tensão da rede de alimentação. Através desta análise, é proposta uma estratégia de proteção para a operação do conversor quando emprega-se a técnica de controle por valores médios instantâneos da corrente, através de controladores analógicos e digitais. A técnica do autocontrole da corrente também é analisada quando o conversor boost é submetido a interrupções instantâneas da tensão de alimentação. Os controladores discretos são implementados através de dispositivo FPGA, através de controladores discretos em hardware. Resultados de simulação, assim como resultados experimentais em um conversor boost monofásico em MCC, demonstram e validam o estudo apresentado.