Input Stage with Double Functionality Applied to a High Performance Three-Phase UPS William A. Venturini, Henrique Jank, Fábio E. Bisogno, Mário L. S. Martins, Humberto Pinheiro ESTÁGIO DE ENTRADA COM DUPLA FUNCIONALIDADE APLICADO A UMA UPS TRIFÁSICA DE ALTO DESEMPENHO William A. Venturini, Henrique Jank, Fábio E. Bisogno, Mário L. S. Martins, Humberto Pinheiro Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria – RS, Brasil

 

Desempenho Input Stage with Double Functionality Applied to a High Performance Three-Phase UPS William A. Venturini, Henrique Jank, Fábio E. Bisogno, Mário L. S. Martins, Humberto Pinheiro ESTÁGIO DE ENTRADA COM DUPLA FUNCIONALIDADE APLICADO A UMA UPS TRIFÁSICA DE ALTO DESEMPENHO William A. Venturini, Henrique Jank, Fábio E. Bisogno, Mário L. S. Martins, Humberto Pinheiro Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria – RS, Brasil e-mail: {williamventurini, hiquejank, fbisogno, mariolsm, humberto.ctlab.ufsm.br}@gmail.com

 Resumo – Este trabalho apresenta uma configuração topológica que permite utilizar o estágio de entrada de uma UPS de dupla conversão como retificador trifásico, em modo normal de operação, e como conversor CC/CC elevador de tensão, em modo bateria. Dessa forma, evita-se o uso de um circuito específico para a descarga do banco de baterias, o qual deve ser dimensionado para a potência nominal da UPS. É apresentada a análise de funcionamento do estágio de entrada proposto, bem como a modelagem matemática e o sistema de controle que garantem a aplicabilidade na correção do fator de potência de entrada, no controle da tensão de barramento e ainda no equilíbrio das tensões sobre os capacitores de barramento. A metodologia desenvolvida e a boa performance do sistema proposto são validados através de resultados obtidos em uma plataforma hardware-in-theloop, modelo Typhoon HIL402. Os resultados são adquiridos para uma UPS trifásica de 20 kVA. 

INPUT STAGE WITH DOUBLE FUNCTIONALITY APPLIED TO A HIGH PERFORMANCE THREE-PHASE UPS Abstract – This work presents a topological configuration that allows the input stage of a double conversion UPS to be used as a three-phase rectifier and a DC/DC voltage boost converter in normal and backup operating mode, respectively. Thus, the use of a specific circuit for the discharge of the battery bank, which would be rated for UPS nominal power, is avoided. The operation analysis of the proposed input stage is presented, as well as the mathematical modeling and the control system that guarantee the applicability in the input power factor correction, DC bus voltage control and for the DC bus capacitors voltage balance. Hardware-in-the-loop results are acquired for a 20 kVA three-phase UPS to validate the developed analysis besides to demonstrate the good performance of the system.

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