Resumo: Esta dissertação apresenta a análise teórica e prática de um Retificador trifásico a quatro fios com modulação por largura de pulso "PWM". Para definir os requisitos de desempenho do retificador faz-se uma pré-análise do sistema brasileiro de distribuição de energia elétrica em baixa tensão abordando as diferentes tensões trifásicas encontradas nas diversas regiões do país e buscando nas normas os limites para a injeção de correntes harmônicas na rede. Fixados os limites, inicia-se a análise teórica dos fatores de desempenho para sistemas monofásicos e trifásicos, de modo a fornecer embasamento para o cálculo destes, em diversas condições de tensão e corrente. A partir da análise das topologias de retificadores "PWM" trifásicos define-se a topologia do retificador de dois níveis com barramentos simétricos, tendo como base a sua simplicidade e a possibilidade de trabalho em conjunto com inversores trifásico com neutro, aplicação comum em fontes de energia ininterruptas. Com base na estratégia de controle adotada, faz-se a modelagem do conversor. Resultam as malhas de corrente, tensão total e diferencial do barramento CC, para as quais, a fim de garantir a estabilidade do conversor frente a cargas diversas, são ajustados controladores que levam em conta as condições estáticas e dinâmicas às quais o conversor pode ser submetido. Da análise do conversor verifica-se que a topologia adotada possui uma característica não recomendada pela norma, ou seja, ela é capaz de injetar corrente contínua da rede. Avaliam-se os impactos da injeção de corrente contínua em transformadores monofásicos e trifásicos. Finaliza-se a análise do conversor através de ensaios práticos que demostram a atuação dos controladores ajustados, sendo estes efetivos em manter as correntes harmônicas injetadas na rede elétrica dentro dos limites estabelecidos nas normas Ver menos

Abstract: This dissertation presents the analysis of a Four Wire Three-Phase PWM Rectifier with digital control implementation. To define the rectifier performance regarding the harmonic currents injection into the grid a research about the related standards is done. After knowing the performance factors, a complete theoretical analysis is done to define these factors under different voltage and current conditions. Different topologies of the three-phase PWM rectifier are evaluated and their main characteristics are listed. The two level four wire three-phase PWM rectifier is chosen due to its simplicity and possibility to work as a front end of three phase PWM inverters as well this converter can be easily applied to uninterruptible power supplies. After defining the control strategy, the rectifier is modeled in frequency domain resulting from this analysis three current loops and two voltage loops. The voltage loops are divided in two, the total voltage and the differential voltage loops. For each loop is adjusted a controller that will guarantee the final performance of the rectifier. From the simulations and analysis an undesired characteristic of this converter is observed, the chosen rectifier is able to inject DC current into the grid. This characteristic is not allowed by standards and the literature points that it affects mainly the transformers connected to the grid. Using computational simulations and experimental tests it is verified that dc currents on transformers causes a reduction on power factor. Finally, the rectifier¿s analysis is closed by practical tests that demonstrate the correct performance of the adjusted controllers to effectively keep the harmonic currents injected into the grid within the limits established by the regulatory institutes Ver menos