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CAPÍTULO 3 <strong>TOPOLOGIAS</strong> COM FONTE AUXILIAR <strong>DE</strong> ENERGIA ATIVA Os Compensadores Série funcionam como uma fonte de tensão controlada inserida em série com o sistema elétrico. O uso de conversores baseados em chaves semicondutoras e elementos armazenadores de energia, há de se dispor de uma fonte de energia ativa que irá suprir a injeção de tensão e as perdas do equipamento. As topologias em estudo neste capítulo utilizam uma fonte auxiliar de energia ativa proveniente de uma ponte completa a diodos. Esta é uma solução tradicional, largamente utilizada na literatura como em [30]. Utilizando a ponte completa podem ser modeladas duas topologias distintas. A Figura 8 ilustra ambas as topologias. Tradicionalmente, os compensadores série foram alvo de grandes números de pesquisas e desenvolvimentos, como por exemplo, o DVR (Dynamic Voltage Restorer). O DVR será denominado nesta dissertação como RDT (Restaurador Dinâmico de Tensão). Este equipamento possui a topologia abordada na Figura 8 (a). Contudo existem outras linhas de estudos que pesquisam a configuração com a ponte a diodo inserida entre o transformador e a carga, ou seja, na barra regulada. Esta segunda topologia é aqui denominada RDTI (Restaurador Dinâmico de Tensão Invertido), conforme ilustrado na Figura 8 (b). Barra Não Regulada Barra Regulada Fonte Transformador Passa-Baixas Carga Sensível Ponte a diodos Inversor (a) 18
Barra Não Regulada Barra Regulada Fonte Transformador Passa-Baixas Carga Sensível Inversor Ponte a diodos (b) Figura 8 – Topologias de compensadores série utilizando ponte completa a diodos como fonte de suprimento de energia ativa: (a) RDT e (b) RDTI. Percebe-se nas ilustrações acima que as topologias se diferem quanto à localização do suprimento de energia ativa com relação ao transformador série. Apesar das topologias apresentarem os mesmos elementos que compõem o circuito de potência, há singularidades operacionais que destacam algumas características importantes. Nas sessões a seguir, serão explorados os blocos do circuito de potência das topologias explanadas nas figuras anteriores, descrevendo-os com mais detalhe, exaltando suas utilidades e funcionalidades. 3.1 Circuito de Potência Conforme ilustrado anteriormente, o circuito de potência do RDT e do RDTI é composto por quatro grandes partes. O retificador a diodo que tem a finalidade de fornecer energia ativa ao capacitor, funcionando este como fonte de tensão para o inversor. O inversor é utilizado para sintetizar a tensão de compensação a partir da energia armazenada no elo CC. O filtro passa – baixas é necessário devido ao chaveamento dos semicondutores do inversor em altas freqüências. Por último, os transformadores monofásicos têm a finalidade de refletir a tensão de compensação sintetizada pelo inversor no sistema, somando-a a tensão da rede. • O Retificador a diodo O compensador série em questão necessita de uma fonte de energia ativa para compensar os afundamentos de tensão do sistema que ele protege. Esta fonte de energia 19
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