Publicação
Filtro ativo de potência paralelo monofásico com conversor CC-CC bidirecional para operação como UPS
| Resumo: | Atualmente, a utilização de cargas não-lineares na rede elétrica é uma constante. Este tipo de cargas leva a uma degradação da Qualidade de Energia Elétrica, uma vez que consome harmónicos de corrente, prejudicando o transporte e a distribuição de energia e o funcionamento da maioria dos equipamentos ligados à rede elétrica. Para além disso, em determinados sistemas há cargas que necessitam de ser alimentadas ininterruptamente, tais como controladores de processos industriais, computadores, equipamentos médico e sistemas de comunicação de dados, pelo que estas cargas não podem depender exclusivamente da rede elétrica, uma vez que, sendo esta suscetível a falhas, terá de ser complementada por geradores de emergência ou UPSs (Uninterruptible Power Supplies – fontes de alimentação ininterruptas). Deste modo, torna-se necessário o desenvolvimento e a utilização de equipamentos capazes de mitigar os problemas acima referidos. No Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho têm sido desenvolvidos Filtros Ativos de Potência para compensar problemas de Qualidade de Energia. Assim sendo, neste trabalho de Mestrado foi proposto o desenvolvimento de um Filtro Ativo Paralelo Monofásico com operação como UPS. Este equipamento é capaz de compensar o fator de potência e os harmónicos de corrente em condições normais de funcionamento da rede elétrica e é também capaz de alimentar, de forma isolada, um conjunto de cargas prioritárias perante eventuais falhas na rede. Para além disso, foi também desenvolvido um conversor CC-CC bidirecional isolado com o intuito de carregar as baterias a partir da rede elétrica, através do barramento CC do Filtro Ativo Paralelo, bem como injetar energia na rede elétrica isolada proveniente das mesmas. Pretendeu-se que o equipamento desenvolvido fosse leve, compacto e com operação silenciosa, de modo a poder ser instalado no quadro elétrico de uma habitação. Deste modo, alguns procedimentos foram tomados aquando do projeto da solução apresentada, tais como a escolha dos semicondutores de potência e dos elementos magnéticos a utilizar. No final, foi efetuado um levantamento de custos da solução obtida de modo a analisar a sua viabilidade comercial. |
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| Autores principais: | Sousa, Tiago José da Cunha |
| Assunto: | Filtro ativo paralelo monofásico UPS - fonte de alimentação ininterrupta Conversor CC-CC bidirecional isolado Qualidade de energia elétrica Single-phase shunt active power filter UPS - uninterruptible power supply Bidirectional isolated DC-DC converter Power quality Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática |
| Ano: | 2017 |
| 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: | Atualmente, a utilização de cargas não-lineares na rede elétrica é uma constante. Este tipo de cargas leva a uma degradação da Qualidade de Energia Elétrica, uma vez que consome harmónicos de corrente, prejudicando o transporte e a distribuição de energia e o funcionamento da maioria dos equipamentos ligados à rede elétrica. Para além disso, em determinados sistemas há cargas que necessitam de ser alimentadas ininterruptamente, tais como controladores de processos industriais, computadores, equipamentos médico e sistemas de comunicação de dados, pelo que estas cargas não podem depender exclusivamente da rede elétrica, uma vez que, sendo esta suscetível a falhas, terá de ser complementada por geradores de emergência ou UPSs (Uninterruptible Power Supplies – fontes de alimentação ininterruptas). Deste modo, torna-se necessário o desenvolvimento e a utilização de equipamentos capazes de mitigar os problemas acima referidos. No Grupo de Eletrónica de Potência e Energia (GEPE) da Universidade do Minho têm sido desenvolvidos Filtros Ativos de Potência para compensar problemas de Qualidade de Energia. Assim sendo, neste trabalho de Mestrado foi proposto o desenvolvimento de um Filtro Ativo Paralelo Monofásico com operação como UPS. Este equipamento é capaz de compensar o fator de potência e os harmónicos de corrente em condições normais de funcionamento da rede elétrica e é também capaz de alimentar, de forma isolada, um conjunto de cargas prioritárias perante eventuais falhas na rede. Para além disso, foi também desenvolvido um conversor CC-CC bidirecional isolado com o intuito de carregar as baterias a partir da rede elétrica, através do barramento CC do Filtro Ativo Paralelo, bem como injetar energia na rede elétrica isolada proveniente das mesmas. Pretendeu-se que o equipamento desenvolvido fosse leve, compacto e com operação silenciosa, de modo a poder ser instalado no quadro elétrico de uma habitação. Deste modo, alguns procedimentos foram tomados aquando do projeto da solução apresentada, tais como a escolha dos semicondutores de potência e dos elementos magnéticos a utilizar. No final, foi efetuado um levantamento de custos da solução obtida de modo a analisar a sua viabilidade comercial. |
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