Metodologia de projeto de filtros de segunda ordem para inversores de tensão com modulação PWM digital

Abstract

KEYWORDS:Voltage-source inverters, digital PWM, filter design procedure. This paper presents a systematized methodology of secondorder output filter for inverters that synthesize sinusoidal voltage waveforms through digital pulse-width modulation (PWM). The objective of this methodology is to determine the largest corner frequency of the filter that ensure the specification of the maximum total harmonic distortion (THD) admissible in the output voltages of the PWM inverter, for linear and non-linear loads. The proposed methodology is discussed in detail, including the description of the required steps for the derivation of the design procedure for different topologies of voltage inverters and the procedure to obtain the design curve. Finally, it is presented some design examples for singlephase, three-phase three-wire and three-phase four-wire filters topologies. Experimental results have been provided to demonstrate the validity of the proposed design methodology. RESUMOEste artigo apresenta uma metodologia sistematizada de projeto de filtros de saída de segunda ordem para inversores que sintetizam tensões senoidais através de modulação por largura de pulso (PWM) digital. O propósito desta metodologia é o de determinar os parâmetros do filtro que assegure a especificação da máxima taxa de distorção harmônica total (THD) admissível nas tensões de saída do inversor PWM, para cargas lineares e não-lineares. A metodologia proposta é discutida em detalhes, incluindo a descrição das etapas necessárias para a derivação do procedimento de projeto para diferentes topologias de inversores de tensão e o procedimento para obtenção das curvas necessárias para o projeto. Finalizando, são apresentados alguns exemplos de projeto para topologias de inversores monofásicos e trifásicos com saída a três fios e a quatro fios. Resultados experimentais são apresentados para demonstrar a validade da metodologia de projeto proposta.

A Three-phase to three-phase matrix converter prototype

“…The three-phase voltage source inverter is widely used as power converter in many kind of applications and exist in literature several studies (Michels et al, 2005;Gabe et al, 2009). Although this kind of converter has a mature technology and robustness, the presence of a large electrolytic capacitor in the dc link causes a high-distorted input current with THD that can be over 140% as well as increases the costs.…”