Topologias baseadas em accionamentos eléctricos com motores síncronos de ímanes permanentes para veículos eléctricos/híbridos

• Autor(a) principal: Pereira, Miguel Fernandes
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/99563
• topic: Veículos eléctricos/híbridos; conversor DC-DC; máquina síncrona de ímanes permanentes; análise de rendimentos; análise térmica; Electric/hybrid vehicles; DC-DC converter; permanent magnet synchronous machine; efficiency analysis; thermal analysis

Nestes últimos anos, com a preocupação crescente em relação ao meio ambiente, os veículos eléctricos/híbridos tem ganho um particular interesse. Neste contexto surge a necessidade do desenvolvimento de topologias de controlo para este tipo de accionamentos. Um factor importante a ter em conta nestas topologias é a análise do seu rendimento global assim como dos vários constituintes do accionamento. Outro factor que também não pode ser desprezado é a temperatura a que os vários componentes do sistema operam, pois a sua fiabilidade e vida útil depende directamente do seu comportamento térmico. Assim, neste trabalho, são apresentadas duas topologias distintas para accionamentos com máquinas síncronas de ímanes permanentes (MSIP). Esta máquina eléctrica é bastante usada nos accionamentos aplicados a veículos eléctricos/híbridos devido ao seu elevado rendimento, densidade de potência e binário disponível. Na primeira topologia deste accionamento, constituído por um conjunto de baterias, inversor e uma MSIP, o inversor é directamente alimentado pela tensão das baterias. Já na segunda topologia, um conversor DC-DC bidireccional do tipo elevador é ligado às baterias de modo a elevar a tensão que alimenta o inversor. Nesta segunda topologia também foi adoptada uma estratégia de controlo que permite ao conversor DC-DC ajustar a tensão disponibilizada no barramento DC do inversor. Numa primeira parte é apresentada a simulação de ambas as topologias, onde é feita a descrição detalhada de todo o accionamento assim como uma breve análise e comparação entre ambas as topologias. Posteriormente, são apresentados os resultados práticos, onde é feita uma análise detalhada para cada topologia em relação aos rendimentos globais do accionamento assim como de cada componente, sendo estes apresentados sob a forma de mapas tridimensionais. Foram também analisados outros parâmetros, tais como as tensões, correntes e factor de potência da máquina. De referir que se teve em conta o funcionamento da MSIP tanto em modo motor como em modo de travagem regenerativa. Ainda nos resultados experimentais, é apresentada uma análise exaustiva, quanto à temperatura da MSIP e do inversor para cada uma das topologias apresentadas.