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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44369
Tipo: Tese
Título: Técnicas de modulação vetorial baseadas na distribuição da energia de modo comum para atenuação da corrente de fuga em inversores fotovoltaicos de três níveis
Título(s) alternativo(s): Space vector modulation techniques based on common-mode energy distribution for leakage current attenuation in three-level photovoltaic inverters
Autor(es): Mendonça, Luan Aleixo Canário
Primeiro Orientador: Bahia, Filipe Antônio da Costa
metadata.dc.contributor.referee1: Bahia, Filipe Antônio da Costa
metadata.dc.contributor.referee2: Pereira, Maicon Deivid
metadata.dc.contributor.referee3: Honório, Dalton de Araújo
metadata.dc.contributor.referee4: Fernandes, Darlan Alexandria
metadata.dc.contributor.referee5: Rocha, Nady
Resumo: Inversores fotovoltaicos sem transformador são suscetíveis à circulação de corrente de fuga, predominantemente causada pela tensão de modo comum. As estratégias de modulação tipicamente priorizam a redução da amplitude dessa tensão, enquanto seu espectro de frequência é frequentemente negligenciado. Considerando que a corrente de fuga percorre uma malha RLC formada pelo filtro de saída e pela capacitância parasita dos módulos fotovoltaicos, a distribuição do espectro de frequências da tensão de modo comum em relação à frequência de ressonância do circuito exerce influência direta sobre sua magnitude. Desse modo, deslocar a energia das componentes de frequência para longe da região de ressonância constitui uma estratégia válida de mitigação da corrente de fuga. Com base nessa premissa, neste trabalho é introduzida uma abordagem de modulação fundamentada na distribuição espectral da energia de modo comum. Para sua validação, são propostas duas técnicas de modulação. A primeira concentra a maior parte da energia em torno da frequência de comutação, sendo mais adequada quando a frequência de ressonância é significativamente superior a essa, enquanto a segunda redistribui parte da energia para harmônicas de ordem mais elevada, sendo mais vantajosa quando a frequência de ressonância é próxima ou inferior à frequência de comutação. As técnicas operam em toda a faixa do índice de modulação, permitem o balanceamento dos capacitores do barramento de corrente contínua, apresentam baixas distorções harmônicas e baixas perdas de comutação, e são validadas por meio de simulações e experimentos. Adicionalmente, a análise da corrente de fuga em função do índice de modulação revela uma faixa ótima de operação na qual essa corrente atinge valores mínimos.
Abstract: Transformerless photovoltaic inverters are susceptible to leakage current, predominantly caused by the common-mode voltage. Modulation strategies typically focus on reducing the amplitude of this voltage, while its frequency spectrum is often neglected. Since the leakage current flows through an RLC loop formed by the output filter and the parasitic capacitance of the photovoltaic modules, the distribution of the common-mode voltage frequency spectrum relative to the circuit resonance frequency has a direct impact on its magnitude. Therefore, shifting the energy of its frequency components away from the resonance region constitutes an effective leakage current mitigation strategy. Based on this premise, this work introduces a modulation approach grounded in the spectral distribution of common-mode energy. To validate this approach, two modulation techniques are proposed. The first concentrates most of the energy around the switching frequency, making it more suitable when the resonance frequency is significantly higher. The second redistributes part of the energy to higher-order harmonics, making it more advantageous when the resonance frequency is close to or lower than the switching frequency. The proposed techniques operate over the entire modulation index range, enable DC-link capacitor voltage balancing, and exhibit low harmonic distortion and switching losses, as confirmed by both simulation and experimental results. In addition, the analysis of leakage current as a function of the modulation index reveals an optimal operating region in which the leakage current is minimized.
Palavras-chave: Inversores fotovoltaicos
Corrente de fuga
Modulação Vetorial
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::CONVERSAO E RETIFICACAO DA ENERGIA ELETRICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal da Bahia
Sigla da Instituição: UFBA
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) 
Citação: MENDONÇA, Luan Aleixo Canário. Técnicas de modulação vetorial baseadas na distribuição da energia de modo comum para atenuação da corrente de fuga em inversores fotovoltaicos de três níveis. 2026. 127 f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2026.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44369
Data do documento: 10-Abr-2026
Aparece nas coleções:Tese (PPGEE)

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