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Desenvolvimento de conversores modulares e multinível para recuperação da energia da travagem regenerativa em sistemas ferroviários

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Desde o início do século XXI que se verifica uma aposta contínua na investigação e desenvolvimento tecnológico do sistema elétrico ferroviário. Esta aposta deve-se à eficácia dos sistemas ferroviários em reduzir as emissões de carbono para a atmosfera e à diminuição do consumo energético, procurando dar resposta ao aumento crescente da mobilidade populacional e à evolução exponencial das cidades em desenvolvimento. Desta forma, pretende contribuir-se com o desenvolvimento tecnológico de soluções de eletrónica de potência que permitam funcionalidades acrescidas aos sistemas elétricos ferroviários. Na presente dissertação de mestrado é descrito o Desenvolvimento de Conversores Modulares e Multinível para Recuperação da Energia da Travagem Regenerativa em Sistemas Ferroviários. O sistema desenvolvido é caracterizado por uma interface entre um local de armazenamento de energia, nomeadamente baterias, e o sistema elétrico ferroviário. Esta interface é realizada através de um conversor CC-CC e um conversor CC-CA. O conversor CC-CC é responsável por controlar a corrente de carga e descarga das baterias e regular o barramento CC. Por sua vez, o conversor CC-CA é encarregue de sintetizar uma corrente sinusoidal em fase ou em oposição de fase com a componente fundamental da tensão da catenária, de forma a receber ou a injetar energia no ponto de acoplamento do sistema desenvolvido. Considerando o tipo de aplicação, onde as tensões da catenária são elevadas, utilizou-se um conversor CC-CA composto por vários módulos de eletrónica de potência ligados em série, constituindo assim um conversor em cascata modular e multinível. Para a realização deste projeto de dissertação foi necessário, numa fase inicial, o estudo do sistema ferroviário e dos elementos armazenadores de energia. Após isso, analisou-se os conversores de eletrónica de potência e os algoritmos de controlo admissíveis. De seguida, foi fundamental a simulação computacional do sistema proposto. Validado o sistema em ambiente de simulação, procedeu-se ao desenvolvimento de todo o hardware necessário para um protótipo laboratorial, desde o design, soldagem e teste das placas necessárias, até aos circuitos de potência. Por fim, validou-se o sistema através da obtenção de resultados experimentais com o protótipo desenvolvido.
Autores principais:	Rego, João Miguel Dias
Assunto:	Armazenamento de energia Baterias Conversores em cascata modulares e multinível Sistema elétrico ferroviário Travagem regenerativa Energy storage system Batteries Modular and multilevel cascaded converters Railway system Regenerative braking
Ano:	2021
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