Publicação
Desenvolvimento de um conversor CA-CC unificado com características de filtro ativo paralelo
| Resumo: | Com o acentuado crescimento tecnológico das últimas décadas, a energia elétrica assume uma posição cada vez mais relevante e imprescindível, sendo que, hoje em dia, muito dificilmente alguém abdicaria dela, principalmente, considerando as necessidades energéticas de bens essenciais como eletrodomésticos e luz elétrica, assim como de sistemas audiovisuais e informáticos. Contudo, normalmente, estes equipamentos comportam-se como cargas não-lineares para a rede elétrica, apresentando elevado conteúdo harmónico, que se traduz em efeitos prejudicais à qualidade da energia elétrica (QEE). Também relevante, é a crescente aposta em veículos elétricos (VEs) recorrendo a baterias como fonte primária ou secundária de energia, convergindo para o novo paradigma de mobilidade elétrica. Porém, com a crescente aposta neste tipo de transportes também podem surgir problemas de QEE provenientes do impacto dos sistemas de carregamento de baterias na rede elétrica que, muitas vezes, apresentam um perfil de carga não-linear. Enquadrada nas vertentes da mobilidade elétrica e da QEE, esta dissertação visa o desenvolvimento de uma nova topologia de conversor CA-CC unificado com características de filtro ativo de potência do tipo paralelo monofásico. Desta forma, assumindo a existência de um conversor CC-CC como elemento intermédio entre o conversor CA-CC proposto e as baterias de VEs, o conversor proposto possibilita dois modos de operação distintos e independentes, mas que também podem ser combinados: operação de carregamento de baterias (CB); operação como filtro ativo paralelo (FAP) do tipo monofásico; e operação simultânea dos modos CB e FAP. Nos três modos de operação, o conversor proposto permite operar com corrente controlada no lado da rede elétrica, controlar o fator de potência e regular a tensão dos barramentos CC. Ao longo da dissertação são apresentados um estudo do estado-da-arte sobre conversores do tipo power factor correction e respetivas estratégias de controlo, o modelo de simulação detalhado do conversor proposto, a implementação laboratorial do protótipo do conversor proposto e, por fim, a validação experimental que permitiu corroborar os resultados de simulação e os objetivos propostos. |
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| Autores principais: | Costa, Filipe Alexandre Marques da |
| Assunto: | Veículos elétricos Qualidade da energia elétrica Carregador de baterias Filtro ativo paralelo Conversor monofásico unificado Electric vehicles Power quality Battery charger Shunt active power filter Unified single-phase converter |
| 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: | Com o acentuado crescimento tecnológico das últimas décadas, a energia elétrica assume uma posição cada vez mais relevante e imprescindível, sendo que, hoje em dia, muito dificilmente alguém abdicaria dela, principalmente, considerando as necessidades energéticas de bens essenciais como eletrodomésticos e luz elétrica, assim como de sistemas audiovisuais e informáticos. Contudo, normalmente, estes equipamentos comportam-se como cargas não-lineares para a rede elétrica, apresentando elevado conteúdo harmónico, que se traduz em efeitos prejudicais à qualidade da energia elétrica (QEE). Também relevante, é a crescente aposta em veículos elétricos (VEs) recorrendo a baterias como fonte primária ou secundária de energia, convergindo para o novo paradigma de mobilidade elétrica. Porém, com a crescente aposta neste tipo de transportes também podem surgir problemas de QEE provenientes do impacto dos sistemas de carregamento de baterias na rede elétrica que, muitas vezes, apresentam um perfil de carga não-linear. Enquadrada nas vertentes da mobilidade elétrica e da QEE, esta dissertação visa o desenvolvimento de uma nova topologia de conversor CA-CC unificado com características de filtro ativo de potência do tipo paralelo monofásico. Desta forma, assumindo a existência de um conversor CC-CC como elemento intermédio entre o conversor CA-CC proposto e as baterias de VEs, o conversor proposto possibilita dois modos de operação distintos e independentes, mas que também podem ser combinados: operação de carregamento de baterias (CB); operação como filtro ativo paralelo (FAP) do tipo monofásico; e operação simultânea dos modos CB e FAP. Nos três modos de operação, o conversor proposto permite operar com corrente controlada no lado da rede elétrica, controlar o fator de potência e regular a tensão dos barramentos CC. Ao longo da dissertação são apresentados um estudo do estado-da-arte sobre conversores do tipo power factor correction e respetivas estratégias de controlo, o modelo de simulação detalhado do conversor proposto, a implementação laboratorial do protótipo do conversor proposto e, por fim, a validação experimental que permitiu corroborar os resultados de simulação e os objetivos propostos. |
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