Otimização do rendimento do conversor DAB aplicado ao transformador eletrônico
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional Manancial UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8569 |
Resumo: | This work developed a deep investigation about different three level three level modulation patterns that the DAB converter can operate, and the impact of these different patterns over the converter power flow and efficiency. The DAB converter can be controlled by three design variables, here defined as control trio (D1, D2, φ). D1 is the duty cycle applied to the high voltage Full Bridge, D2 is the duty cycle applied to the low voltage Full Bridge and φ is the angle between the voltages. For the selection of the control trio that allow the current flow reduction and the efficiency maximization, two algorithms based on the sweep of these variables have been developed. First, the switching frequency (fs), the transformation ratio (a) and the inductance (LHV) are defined by the weighted average efficiency (standards) which result in an optimum design (maximum efficiency) considering the transformer load curve. On the second algorithm, one figure of merit is used, here called current factor , which finds the control trio to mitigate the power flow for each operation point, specified by input and output voltages and power. As result, this work figures out the best relation of design parameters (fs, a, LHV) and of the control trio (D1, D2, φ) for all the operation range (power and voltages variations in a defined period) that results in a maximum efficiency to the DAB converter, according with the component technologies. An analysis of the conditions to get zero voltage switching on semiconductors is also performed. |
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2017-06-012017-06-012015-08-27PIVETA, Renan. Efficiency optimization of the DAB converter applied to eletronic transformer. 2015. 172 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2015.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/8569This work developed a deep investigation about different three level three level modulation patterns that the DAB converter can operate, and the impact of these different patterns over the converter power flow and efficiency. The DAB converter can be controlled by three design variables, here defined as control trio (D1, D2, φ). D1 is the duty cycle applied to the high voltage Full Bridge, D2 is the duty cycle applied to the low voltage Full Bridge and φ is the angle between the voltages. For the selection of the control trio that allow the current flow reduction and the efficiency maximization, two algorithms based on the sweep of these variables have been developed. First, the switching frequency (fs), the transformation ratio (a) and the inductance (LHV) are defined by the weighted average efficiency (standards) which result in an optimum design (maximum efficiency) considering the transformer load curve. On the second algorithm, one figure of merit is used, here called current factor , which finds the control trio to mitigate the power flow for each operation point, specified by input and output voltages and power. As result, this work figures out the best relation of design parameters (fs, a, LHV) and of the control trio (D1, D2, φ) for all the operation range (power and voltages variations in a defined period) that results in a maximum efficiency to the DAB converter, according with the component technologies. An analysis of the conditions to get zero voltage switching on semiconductors is also performed.Este trabalho realiza uma investigação aprofundada sobre os diferentes padrões de modulação três níveis três níveis que o conversor DAB pode assumir, e o impacto que esses diferentes padrões provocam sobre a energia circulante na estrutura e sobre o rendimento. O conversor DAB pode ser controlado por três variáveis de projeto, aqui definidos como trio de controle (D1, D2, φ). D1 é a razão cíclica aplicada ao Full Bridge do lado de alta tensão, D2 a razão cíclica aplicada ao Full Bridge do lado de baixa tensão e φ o ângulo de defasagem entre as duas tensões. Para a seleção do trio de controle que permita a redução da corrente circulante e a maximização do rendimento, foram desenvolvidos dois algoritmos baseados na varredura destas variáveis. No primeiro, através do rendimento médio ponderado (normatizado), são encontradas a frequência de comutação (fs), a relação de transformação (a) e a indutância (LHV) que resulta em um projeto ótimo (máximo rendimento) considerando a curva de carga do transformador. Já, no segundo algoritmo, é utilizada uma figura de mérito, aqui denominada de fator de corrente que encontra o trio de controle que mitiga a energia circulante para cada ponto de operação especificado pelas tensões de entrada e saída e potência. Como resultado final, este trabalho aponta a melhor combinação de parâmetros de projeto (fs, a, LHV) e do trio de controle (D1, D2, φ) para toda a faixa de operação (variações de tensões e potências no período de tempo) que implica no máximo rendimento do conversor DAB, de acordo com as tecnologias. Também é realizada uma análise das condições a serem satisfeitas para que a comutação das chaves ocorra sob zero de tensão.application/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaRendimentoConversor DABComutação sob ZVSFator de correnteTrio de controleEfficiencyDAB converterZero voltage switching (ZVS)Current factor and control trioCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAOtimização do rendimento do conversor DAB aplicado ao transformador eletrônicoEfficiency optimization of the DAB converter applied to eletronic transformerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPinheiro, José Reneshttp://lattes.cnpq.br/2333794966860226Sartori, Hamiltom Confortinhttp://lattes.cnpq.br/6722822162374884Dupont, Fabrício Hoffhttp://lattes.cnpq.br/2244266032297061Roggia, Leandrohttp://lattes.cnpq.br/0659100987065792http://lattes.cnpq.br/7567331913684445Piveta, Renan3004000000074005003003003003005979e88f-0899-4b78-afd6-cb650a3ececd54138d8c-863e-4bbf-91d0-d07ae4cff37d56e0e1ea-09a9-44dd-b118-15c06e022ab4690a9809-ef52-4c47-a64c-676c10b0c5e62a1e6eb2-6fa7-40f5-85ee-f8620226312dinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional Manancial UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALPIVETA, RENAN.pdfapplication/pdf9882001http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8569/1/PIVETA%2c%20RENAN.pdff208a77f8dd2867cd4c62e113bc47062MD51TEXTPIVETA, RENAN.pdf.txtPIVETA, RENAN.pdf.txtExtracted texttext/plain265054http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8569/2/PIVETA%2c%20RENAN.pdf.txt62d999d39fe1ff03c7a0a9f4bb3f9c5dMD52THUMBNAILPIVETA, RENAN.pdf.jpgPIVETA, RENAN.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4874http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/8569/3/PIVETA%2c%20RENAN.pdf.jpgc9ee38a87435ac7ac1924f2cdf5c62f3MD531/85692022-05-03 10:38:36.228oai:repositorio.ufsm.br:1/8569Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestouvidoria@ufsm.bropendoar:39132022-05-03T13:38:36Repositório Institucional Manancial UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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