Análise e implementação digital de uma malha de captura de fase para sincronização de conversores à rede elétrica

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Automação e Eletrónica Industrial

O presente trabalho focou-se na simulação e implementação de uma malha de captura de fase (PLL) para obtenção do ângulo respeitante à tensão da rede elétrica. Este método éimplementado em conversores estáticos de potência, sendo indispensável à sincronização dos mesmos à rede elétrica. Ao longo desta dissertação foram descritos diferentes tipos de malhas de capturas de fasecom características específicas, podendo ser aplicadas numa grande diversidade de áreas. Nos estudos realizados foi possível constatar que não existem parâmetros de dimensionamento ideais, uma vez que, para a aplicação pretendida requer-se um erro estático, velocidade resposta e amortecimento próprios para atender às características da rede elétrica eligação dos conversores à mesma. Partindo das soluções analógicas clássicas, foi realizada uma implementação digitalequivalente com um microcontrolador de 32 bits, tendo sido comparados resultados de simulações realizados em MATLAB com resultados experimentais.

Abstract: This document focused on the simulation and implementation of a phase locked loop (PLL) to obtain the angle of the electrical grid. This method can be implemented in static power converters and it is indispensable to synchronize the converter to the grid. Along the present work are described different phase locked loops with specific characteristics. The PLL has a great capacity to be used in other areas of engineering. Developed studies were able to verify that no ideal design parameters are possible, since the intended application required a static error, a response speed and a damping considering the powergrid characteristics and converters connected to them. Starting from the classic analog solutions, a digital implementation was performed with an 32bit microcontroller and the results were compared with the simulations performed in MATLAB.