Article

Sistema conversor mono-trifásico de alta qualidade para aplicações rurais e de geração distribuída

Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Caixa Postal 6101, Universidade Estadual de Campinas, 13081-970, Campinas Brasil
01/2004;

ABSTRACT

Resumo⎯ Este trabalho descreve um método para a conexão direta entre um sistema monofásico e outro trifásico. Como principais aplicações pode-se considerar sistemas rurais de pequeno porte. Mesmo para este tipo de consumidor, a necessidade de energia se expande para além da simples alimentação de motores de indução, com crescente necessidade de energia de boa qualidade para alimentar cargas sensíveis como: computadores, equipamentos de comunicação e eletrodomésticos, etc. Tanto a conversão mono-trifásica quanto a manutenção da qualidade da energia é feita por um inversor trifásico do tipo PWM. Diferentemente da solução tradicional, na qual existe uma dupla conversão da energia, o que reduz o rendimento do sistema, a proposta apresentada processa penas parte da potência consumida pela carga. O sistema compensa a distorção harmônica da carga local, regula a tensão e a freqüência e garante, para a rede monofásica, um fator de potência próximo da unidade. Adicionalmente o sistema podo operar com fontes de geração distribuídas, sejam CA (como um gerador de indução sem controle de velocidade), sejam CC (como painéis solares ou células a combustível). Resultados experimentais comprovam o funcionamento do sistema. Abstract⎯ This paper describes a line-interactive single-phase to three-phase converter. The typical application is in rural areas supplied by the single-wire with earth return. The traditional objective of feeding a three-phase induction motor is not anymore the main concern for such conversion. Due to the evolution of the agro business, some of the local load (as electronic power converters, computers, communication equipments, etc.) requires high quality power, intended as sinusoidal, symmetrical and balanced three-phase voltage. Additionally, to maximize the power got from the feeder, the system provides a unitary power factor to the feeder. A three-phase PWM converter is used for this purpose. The power converter does not process all the load power, as in the conventional solutions, but only the fraction necessary to regulate the three-phase bus voltage. The control strategy, design highlights and experimental results are presented. Palavras-chave ⎯ Conexão mono trifásica, geração distribuída, controle digital, eletrificação rural, inversor PWM.