High-quality power of the packed U-cell 5 inverter using PID and Fuzzy Logic Control

Resumo

Esta pesquisa investiga o desempenho de inversores U-Cell (PUC) de cinco e sete células, destacando suas vantagens na redução da distorção harmônica e na melhoria do desempenho do sistema, principalmente quando usados ​​com filtros de baixa potência e menos componentes, em comparação com inversores tradicionais, como os de ponto neutro fixo, em cascata com ponte H e com capacitores flutuantes. Ambos os inversores empregam um método PWM senoidal (Técnica de Modulação por Largura de Pulso). O estudo avalia a eficácia dos inversores PUC 7 e PUC 5, enfatizando suas diferenças estruturais. O inversor PUC 7 apresenta maior complexidade devido à inclusão de inúmeros sensores e sistemas de controle que regulam a tensão no lado do capacitor, mantendo-a em aproximadamente um terço da tensão CC de entrada para garantir o balanceamento de tensão adequado. Este inversor enfrenta desafios no balanceamento de tensão e requer medições precisas dos sensores. Em contraste, o inversor PUC 5 opera sem esses problemas, utilizando tecnologia sem sensores que elimina a necessidade de balanceamento de tensão, tornando-se uma alternativa mais simples e econômica. Este estudo também investiga a melhoria da distorção harmônica total (THD) no inversor PUC 5 por meio da aplicação de controle por lógica fuzzy e controladores PID. Essas estratégias de controle visam reduzir a THD e melhorar o desempenho geral do sistema. A eficácia dos métodos propostos é validada por meio de simulações, que demonstram as vantagens do inversor PUC 5 em termos de simplicidade, desempenho e redução da distorção harmônica, em comparação com o inversor PUC 7, mais complexo. Os resultados fornecem informações valiosas para a seleção da configuração ideal do inversor em aplicações onde a mitigação da distorção harmônica é crítica.