Publicação
Desenvolvimento de um sistema de controlo modular descentralizado para conversores de eletrónica de potência em cascata
| Resumo: | Nas últimas décadas, tem-se assistido a uma crescente procura por novas fontes capazes de satisfazer as necessidades energéticas da sociedade. Essa demanda, aliada à evolução da eletrónica de potência, aumentou a necessidade de se fazer interface com aplicações de potências mais elevadas. Devido às limitações ainda existentes nas tensões de operação dos semicondutores, a utilização de conversores modulares surgiu como uma das principais soluções. Apesar das vantagens, estes conversores são operados com estratégias de controlo centralizadas, limitando a modularidade e expansibilidade do sistema devido às restrições relacionadas com o número periféricos disponíveis nos microcontroladores. Assim sendo, a aplicação de estratégias descentralizadas surge para eliminar essas limitações. Na presente dissertação é descrito o desenvolvimento de um sistema de controlo modular descentralizado para conversores de eletrónica de potência em cascata, bem como todas as fases relacionadas com o desenvolvimento deste projeto. Este sistema permite realizar a interface de barramentos CC com a rede elétrica. Para a sua criação, é apresentada uma topologia de três submódulos de eletrónica de potência ligados em cascata. Cada submódulo é constituído por um conversor CC-CA em ponte completa e um microcontrolador dedicado para o controlo do mesmo. Toda a gestão do sistema fica ao cargo de um microcontrolador externo. Para a realização deste projeto foi necessário o estudo, dimensionamento e implementação de todo o hardware que constitui o sistema, bem como a análise e desenvolvimento de todos os algoritmos de controlo e das topologias de comunicação utilizadas. Ao longo do desenvolvimento desta dissertação, foi possível validar a modularidade do sistema de controlo descentralizado e a adaptabilidade dos algoritmos, bem como a capacidade do sistema injetar energia na rede elétrica, atingindo assim, os objetivos propostos. |
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| Autores principais: | Coelho, Ricardo André Rodrigues |
| Assunto: | Controlo de corrente Conversores de potência Conversores modulares multinível em cascata Sistema de controlo descentralizado. Current control Power converters Modular multilevel cascade converters Decentralized control system |
| Ano: | 2023 |
| 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: | Nas últimas décadas, tem-se assistido a uma crescente procura por novas fontes capazes de satisfazer as necessidades energéticas da sociedade. Essa demanda, aliada à evolução da eletrónica de potência, aumentou a necessidade de se fazer interface com aplicações de potências mais elevadas. Devido às limitações ainda existentes nas tensões de operação dos semicondutores, a utilização de conversores modulares surgiu como uma das principais soluções. Apesar das vantagens, estes conversores são operados com estratégias de controlo centralizadas, limitando a modularidade e expansibilidade do sistema devido às restrições relacionadas com o número periféricos disponíveis nos microcontroladores. Assim sendo, a aplicação de estratégias descentralizadas surge para eliminar essas limitações. Na presente dissertação é descrito o desenvolvimento de um sistema de controlo modular descentralizado para conversores de eletrónica de potência em cascata, bem como todas as fases relacionadas com o desenvolvimento deste projeto. Este sistema permite realizar a interface de barramentos CC com a rede elétrica. Para a sua criação, é apresentada uma topologia de três submódulos de eletrónica de potência ligados em cascata. Cada submódulo é constituído por um conversor CC-CA em ponte completa e um microcontrolador dedicado para o controlo do mesmo. Toda a gestão do sistema fica ao cargo de um microcontrolador externo. Para a realização deste projeto foi necessário o estudo, dimensionamento e implementação de todo o hardware que constitui o sistema, bem como a análise e desenvolvimento de todos os algoritmos de controlo e das topologias de comunicação utilizadas. Ao longo do desenvolvimento desta dissertação, foi possível validar a modularidade do sistema de controlo descentralizado e a adaptabilidade dos algoritmos, bem como a capacidade do sistema injetar energia na rede elétrica, atingindo assim, os objetivos propostos. |
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