Carga resistiva pura, razões cíclicas iguais, e indutores e chaves diferentes

A resposta em regime permanente do conversor intercalado diante da ocorrência de assimetria de parâmetros é também analisada. Utilizou-se o indutor LY com uma indutância 5%

maior que a indutância de LX. Além disso, a resistência do canal do interruptor de potência SY,1

foi dobrada em relação aos demais interruptores.

Na Figura 5.9(a) é verificado que na ausência das malhas de balanceamento de corrente, o conversor intercalado com as assimetrias supracitadas apresenta uma distribuição de corrente desigual entre os módulos em paralelo. Não ocorre porém o desbalanço de corrente entre os enrolamentos de um mesmo transformador. Isso porque, na situação analisada, não ocorre a saturação dos transformadores dado à ausência das condições necessárias para tanto, como, por exemplo, da aplicação de uma tensão assimétrica nos enrolamentos.

Ja na Figura 5.9(b) mostra-se que, uma vez acionadas as malhas de balanceamento, a corrente passa a ser devidamente distribuída entre os módulos X e Y.

Figura 5.9 – Correntes iB,n, iLBe iipara ensaio de desbalanço com carga resistiva pura e com parâmetros assimétricos de indutância e resistência dos interruptores.

(a) Malha aberta; (b) malha fechada.

Na Figura 5.10(a) é mostrado que as assimetrias inseridas não provocam a perda de regulação da tensão de saída vo. No entanto, comparando as correntes de saída de cada módulo

paralelo, iYo e iXo, percebe-se que o conversor Y está contribuindo com uma parcela maior de

potência processada entregue à carga. Por outro lado, na Figura 5.10(b), com as malhas de controle ligadas, o igual processamento de potência é obtido para ambos os módulos em paralelo.

Figura 5.10 – Tensão voe correntes iB,oe iopara ensaio de desbalanço com carga resistiva pura e com parâmetros

assimétricos de indutância e resistência dos interruptores.

(a) Malha aberta; (b) malha fechada.

Fonte: o próprio autor.

5.5.2 Carga resistiva pura, razões cíclicas diferentes, e indutores e chaves iguais

Outra condição testada foi configurar a razão cíclica de acionamento do interruptor SY,2 com um incremento de 1% em relação aos outros interruptores, mantendo-se os demais

parâmetros iguais. Como consequência o transformador Y é levado à saturação. A saturação do núcleo magnético reduz o acoplamento entre os enrolamentos do transformador, e logo as correntes nos enrolamentos do módulo Y se desbalanceiam. Neste caso, no enrolamento WY,2,

cujo interruptor SY,2 possui a maior largura de pulso, a corrente cresce indefinidamente em

Figura 5.11 – Simulação para carga linear: efeito do incre- mento da razão cíclica de uma das fases ao longo do tempo.

Fonte: o próprio autor.

Os resultados em malha aberta e malha fechada com um menor tempo de simulação são mostrados nas Figuras 5.12 e 5.13. Quando acionadas as malhas de controle, conforme mostrado na Figura 5.12(b), a saturação do transformador Y é evitada e o conversor intercalado pode operar normalmente com distribuição de corrente e processamento de potência igual entre os módulos em paralelo.

Figura 5.12 – Correntes iB,n, iLB e iipara ensaio de desbalanço com carga resistiva pura e com parâmetros assimétri- cos de razão cíclica.

(a) Malha aberta; (b) malha fechada.

A aplicação e manutenção de uma maior largura de pulso no acionamento do interrup- tor SY,2em relação aos demais interruptores resulta em uma tensão ligeiramente assimétrica com

valor médio diferente de zero aplicada nos enrolamentos do transformador. O fluxo magnético no núcleo passa a não retornar ao seu valor inicial no fim de cada período de comutação devido à componente contínua que o desloca rumo à região de saturação a cada ciclo de operação ao longo do tempo.

Na Figura 5.13(a) é mostrado o efeito da saturação do transformador Y na saída do conversor intercalado quando as malhas de controle estão inativas. A tensão de saída está desregulada e toda a potência entregue à carga tende a ser processada no conversor Y. Já na Figura 5.13(b) mostra-se que as malhas de corrente e tensão projetadas são efetivas em regular a saída na tensão nominal garantir que a potência entregue à carga seja a soma de parcelas iguais de potência processadas em cada módulo paralelo.

Figura 5.13 – Tensão voe correntes iB,oe iopara ensaio de desbalanço com carga resistiva pura e com parâmetros

assimétricos de indutância e resistência dos interruptores.

(a) Malha aberta; (b) malha fechada.

5.5.3 Carga não-linear monofásica, razões cíclicas iguais, e indutores e chaves diferentes Nas Figuras 5.14 e 5.15 são apresentados resultados de simulação em malha aberta e malha fechada para o caso de assimetria de parâmetros nas impedâncias dos enrolamentos para o conversor operando com carga não-linear monofásica e sob as mesmas condições de teste da seção 5.5.1. Foi verificado que o efeito do desbalanceamento das impedâncias de fase testado foi pouco significativo para o ensaio com carga não-linear monofásica. Porém, à medida que se aumenta a assimetria, as correntes no transformador cujo enrolamento apresenta a maior impedância tendem a ter seu valor médio reduzido em relação ao outro transformador.

Na Figura se tem como resultado formas de onda de corrente distorcidas devido à carga não-linear e com valores instantâneos de corrente ligeiramente desbalanceados entre os módulos em paralelo. Já na Figura 5.14(b) é possível perceber que a adição dos controladores de corrente foi capaz de melhorar a distribuição de corrente e de reduzir os efeitos da componente de 120 Hz, devido à carga não-linear, nas formas de onda das correntes de entrada, nos indutores e nos enrolamentos transformador.

Figura 5.14 – Correntes iB,n, iLBe ii: ensaio de desbalanço, não-linear e parâmetros assimétricos de indutância de resistência dos interruptores.

(a) Malha aberta; (b) malha fechada.

Figura 5.15 – Tensão vo e correntes iB,o e io: ensaio de desbalanço com carga não-linear monofásica e com

parâmetros assimétricos de indutância de resistência dos interruptores.

(a) Malha aberta; (b) malha fechada.

Fonte: o próprio autor.

5.5.4 Carga não-linear monofásica, razões cíclicas diferentes, indutores e interruptores