Research advances on renewable energy systems have increased the interest in the use of isolated power supplies composed of power converters based on high-frequency transformers. Such power equipment generally presents high internal impedance, which amplifies the effects of harmonic voltages produced by nonlinear loads that draw currents with high harmonic content. Some sensitive loads, e.g., electric motors and distribution transformers, may not properly operate when supplied by extremely distorted voltages. Series active power filters (SAPFs) are suitable to mitigate this inconvenient, being capable of providing harmonic voltage compensation and minimizing the distortion of supply voltages. In this context, this work addresses the small-signal modeling, control system implementation, and experimental validation of a single-phase SAPF. The proposed approach is solely employed for harmonic voltage compensation purposes, thus allowing loads to be supplied by a nearly sinusoidal voltage. During the modeling process, the operating steps are analyzed in detail, while the presence of parasitic elements is taken into account. An equivalent circuit is also derived, which is used to provide an easy understanding of the interactions among the SAPF, load, and power supply. From this model, transfer functions can be obtained so that it is possible to design the control loops used by the SAPF. Experimental results with distinct types of loads are presented to evaluate the SAPF performance in both steady-state and transient conditions. INDEX TERMS Harmonic voltage filtering, voltage quality, series active power filter, small-signal modeling, voltage-source inverter.

No abstract

Este artigo apresenta uma modelagem de pequenos sinais para um inversor monofásico multinível do tipo grampo de ponto neutro (NPC) em ponte completa. Através dessa modelagem será possível representar o comportamento dinâmico linearizado do conversor, com operação PWM analógica, através de um circuito elétrico equivalente. Através da análise deste circuito equivalente, será possível obter funções de transferência para o projeto de sistemas de controle. Serão discutidas todas as etapas de modelagem e também a análise dos circuitos equivalentes para obtenção das funções de transferência.

Resumo -O presente trabalho apresenta um estudo sobre a tensão de saída de inversores multiníveis formados pela associação em cascata de inversores monofásicos ponte completa. É mostrada uma metodologia para cálculo do valor eficaz (RMS) para tensões de saída de 2 a 13 níveis, bastando apenas o número de níveis e a razão cíclica de acionamento de cada inversor monofásico. Inicialmente é feita uma análise matemática, da qual é obtida uma expressão genérica que relacionará o valor RMS em função dos tempos de duração de cada nível. Por fim, são mostrados resultados de simulações para os inversores, de modo a comprovar a eficácia do método proposto.

- O objetivo deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um protótipo de inversor de frequência multinível utilizando circuitos integrados L298N (ponte H) controlados por Arduino, a fim de apresentar uma alternativa de baixo custo de uma ferramenta que auxilie os estudos e a compreensão deste componente de eletrônica de potência. Para que isso fosse possível, foram desenvolvidos algoritmos para o Arduino Mega 2560 visando o controle do sinal de entrada dos CI’s L298N e validando o sistema para inversores de cinco, sete e nove níveis de tensão de saída. Verificou-se ainda o intervalo de validade do sistema em função da frequência de saída esperada, uma vez que transformadores foram utilizados nas saídas do L298N. Como resultados, foram obtidos os sinais de tensão de saída para cada um dos níveis, variando-se suas respectivas frequências e estes foram comparados com os valors apresentados na literatura para inversores ideais. O protótipo desenvolvido apresentou resultados satisfatórios para todos os níveis, evidenciando a validade do sistema para fins educacionais, considerando também seu baixo custo frente a um sistema real.