Publicação
Desenvolvimento dos sistemas de tração e controlo para uma bicicleta elétrica
| Resumo: | A bicicleta elétrica surge no âmbito da mobilidade elétrica, e é um dos tipos de veículos elétricos cuja procura tem vindo a aumentar significativamente. Estas encontram-se em constante desenvolvimento e o seu mercado em constante crescimento. Isto acontece devido a todas as vantagens que as bicicletas elétricas apresentam em diversas áreas, tendo a sua adoção impactos positivos não só a nível ambiental, mas também na atividade física do utilizador. Estas apresentam ainda pequenas dimensões, contribuindo assim para o descongestionamento do trânsito e para facilitar o aparcamento. Um pouco por todas as partes do globo têm sido adotadas medidas no sentido de promover o uso deste tipo de veículo elétrico. O estudo e desenvolvimento de soluções na área da mobilidade elétrica é uma das áreas em que o Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho tem apostado. Nesse sentido, foi proposto o desenvolvimento dos sistemas de tração e controlo, com tecnologia própria, para serem aplicados numa bicicleta elétrica, e que consiste no tema desta Dissertação de Mestrado. Para o desenvolvimento desta Dissertação foram estudados os vários componentes eletrónicos necessários para o funcionamento de uma bicicleta elétrica. Foram comparados os diferentes tipos de cada componente passíveis de serem aplicados numa bicicleta elétrica e analisadas as vantagens e desvantagens de cada tipo. Foi ainda realizado um estudo de mercado tendo em vista a aquisição de um motor e de uma bateria, sendo apresentados os componentes adquiridos e a bicicleta utilizada neste projeto. A nível de simulações computacionais, foram feitos modelos de simulação do circuito de potência e do sistema de controlo que se pretendia implementar, permitindo nesta fase estudar o comportamento do sistema e validar o seu funcionamento. Relativamente à implementação da bicicleta elétrica, é apresentado o circuito de potência utilizado. É apresentada também a plataforma digital de controlo utilizada, e os restantes componentes essenciais para o funcionamento controlado da bicicleta. É ainda apresentado o protótipo do controlador desenvolvido, que incorpora o circuito de potência e o circuito de controlo, e onde são ligados todos os restantes componentes. Por fim, são apresentados resultados experimentais do sistema desenvolvido, e ainda as conclusões retiradas com o desenvolvimento deste trabalho e as sugestões de trabalho futuro. |
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| Autores principais: | Machado, Francisco José da Costa |
| Assunto: | Mobilidade elétrica Bicicleta elétrica Motor BLDC Controlo de velocidade Electric mobility Electric bicycle E-bike BLDC motor Speed control |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A bicicleta elétrica surge no âmbito da mobilidade elétrica, e é um dos tipos de veículos elétricos cuja procura tem vindo a aumentar significativamente. Estas encontram-se em constante desenvolvimento e o seu mercado em constante crescimento. Isto acontece devido a todas as vantagens que as bicicletas elétricas apresentam em diversas áreas, tendo a sua adoção impactos positivos não só a nível ambiental, mas também na atividade física do utilizador. Estas apresentam ainda pequenas dimensões, contribuindo assim para o descongestionamento do trânsito e para facilitar o aparcamento. Um pouco por todas as partes do globo têm sido adotadas medidas no sentido de promover o uso deste tipo de veículo elétrico. O estudo e desenvolvimento de soluções na área da mobilidade elétrica é uma das áreas em que o Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho tem apostado. Nesse sentido, foi proposto o desenvolvimento dos sistemas de tração e controlo, com tecnologia própria, para serem aplicados numa bicicleta elétrica, e que consiste no tema desta Dissertação de Mestrado. Para o desenvolvimento desta Dissertação foram estudados os vários componentes eletrónicos necessários para o funcionamento de uma bicicleta elétrica. Foram comparados os diferentes tipos de cada componente passíveis de serem aplicados numa bicicleta elétrica e analisadas as vantagens e desvantagens de cada tipo. Foi ainda realizado um estudo de mercado tendo em vista a aquisição de um motor e de uma bateria, sendo apresentados os componentes adquiridos e a bicicleta utilizada neste projeto. A nível de simulações computacionais, foram feitos modelos de simulação do circuito de potência e do sistema de controlo que se pretendia implementar, permitindo nesta fase estudar o comportamento do sistema e validar o seu funcionamento. Relativamente à implementação da bicicleta elétrica, é apresentado o circuito de potência utilizado. É apresentada também a plataforma digital de controlo utilizada, e os restantes componentes essenciais para o funcionamento controlado da bicicleta. É ainda apresentado o protótipo do controlador desenvolvido, que incorpora o circuito de potência e o circuito de controlo, e onde são ligados todos os restantes componentes. Por fim, são apresentados resultados experimentais do sistema desenvolvido, e ainda as conclusões retiradas com o desenvolvimento deste trabalho e as sugestões de trabalho futuro. |
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