Registro fonte: Estudo e implementação de um inversor multinível monofásico controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa

Estudo e implementação de um inversor multinível monofásico controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa

In this work is shown a study about the main topologies of multilevel voltage inverters and of different PWM (Pulse Width Modulation) modulation strategies for developing a cascaded H-bridge (CHB) multilevel inverter with up to five voltage levels, controlled by reconfigurable logic device FPGA (Fie...

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Principais autores:	Coelho, Carolina Antunes, Fernandes, Leonardo Göbel
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Eletrônica de potência Automação Conversores de corrente elétrica Arranjos de lógica programável em campo Modulação de duração de pulso Engenharia elétrica Power electronics Automation Electric current converters Field programmable gate arrays Pulse-duration modulation Electric engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8211
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id	riut-1-8211
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spelling	riut-1-82112020-11-11T14:01:55Z Estudo e implementação de um inversor multinível monofásico controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa A study and implementation of a singlephase multilevel inverter controlled by a FPGA for education and research applications Coelho, Carolina Antunes Fernandes, Leonardo Göbel Assef, Amauri Amorin Assef, Amauri Amorin Romaneli, Eduardo Félix Ribeiro Gules, Roger Eletrônica de potência Automação Conversores de corrente elétrica Arranjos de lógica programável em campo Modulação de duração de pulso Engenharia elétrica Power electronics Automation Electric current converters Field programmable gate arrays Pulse-duration modulation Electric engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA In this work is shown a study about the main topologies of multilevel voltage inverters and of different PWM (Pulse Width Modulation) modulation strategies for developing a cascaded H-bridge (CHB) multilevel inverter with up to five voltage levels, controlled by reconfigurable logic device FPGA (Field Programmable Gate Array). The inverter model was implemented and simulated in the Matlab Simulink to synthesize a multilevel waveform with output frequency of 60 Hz from the 2.4 kHz switching frequency. The code of the FPGA was written using the software Quartus II for the amplitude modulations rates: 0.99, 0.8, 0.6, 0.4, and 0.2, and they were all validated with the Altera ModelSim simulator. The DE0 Nano-development kit with FPGA Altera Cyclone IV was used to verify the digital PWM control signals applied to the prototype power board with eight MOSFETs. The simulated and experimental results of the PWM signals to the different levels of amplitude modulation, loads and output filters, with analysis of total harmonic distortion (THD), are presented and corroborates that this study adds to the academic environment one simple, compact and didactic methodology for study and research multilevel inverters with power up to 350 W. Este trabalho apresenta o estudo sobre as principais topologias de conversores multiníveis de tensão e estratégias de modulações PWM (Pulse-Width Modulation) para o desenvolvimento de um inversor multinível ponte H em cascata (Cascaded HBridge - CHB) com até cinco níveis de tensão, controlado por dispositivo de lógica reconfigurável FPGA (Field Programmable Gate Array). O modelo do inversor foi implementado e simulado no ambiente Simulink do Matlab para sintetizar uma onda multinível com frequência de saída de 60 Hz a partir da frequência de chaveamento de 2,4 kHz. O código do FPGA foi escrito com o software Quartus II para os índices de modulação de amplitude 0,99, 0,8, 0,6, 0,4 e 0,2, sendo validado com o simulador ModelSim Altera. O kit de desenvolvimento DE0-Nano com um FPGA Altera Cyclone IV foi utilizado para verificação dos sinais de controle digitais PWM aplicados na placa protótipo de potência com oito MOSFETs, confeccionada durante o trabalho. Os resultados simulados e experimentais dos sinais PWM para os diferentes índices de modulação de amplitude, cargas e filtros de saída, com análise das distorções totais harmônicas (Total Harmonic Distorcion - THD), são apresentados e corroboram que o presente trabalho acrescenta ao ambiente acadêmico uma metodologia simples, compacta e didática para estudo e pesquisa de inversores multiníveis com potência de até 350 W. 2020-11-11T14:01:55Z 2020-11-11T14:01:55Z 2016-06-16 bachelorThesis COELHO, Carolina Antunes; FERNANDES, Leonardo Göbel. Estudo e implementação de um inversor multinível monofásico controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa. 2016. 148 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Controle e Automação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8211 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Graduação em Engenharia de Controle e Automação UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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language	Português
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description	In this work is shown a study about the main topologies of multilevel voltage inverters and of different PWM (Pulse Width Modulation) modulation strategies for developing a cascaded H-bridge (CHB) multilevel inverter with up to five voltage levels, controlled by reconfigurable logic device FPGA (Field Programmable Gate Array). The inverter model was implemented and simulated in the Matlab Simulink to synthesize a multilevel waveform with output frequency of 60 Hz from the 2.4 kHz switching frequency. The code of the FPGA was written using the software Quartus II for the amplitude modulations rates: 0.99, 0.8, 0.6, 0.4, and 0.2, and they were all validated with the Altera ModelSim simulator. The DE0 Nano-development kit with FPGA Altera Cyclone IV was used to verify the digital PWM control signals applied to the prototype power board with eight MOSFETs. The simulated and experimental results of the PWM signals to the different levels of amplitude modulation, loads and output filters, with analysis of total harmonic distortion (THD), are presented and corroborates that this study adds to the academic environment one simple, compact and didactic methodology for study and research multilevel inverters with power up to 350 W.
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Estudo e implementação de um inversor multinível monofásico controlado por FPGA para aplicações de ensino e pesquisa

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