Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Edivan Laercio Carvalho da
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3179
Resumo: Os conversores bidirecionais e isolados abordados nesse trabalho são de grande interesse para aplicação como UPS’s (Uninterrupted Power Supply) e sistemas híbridos de produção. Possibilitam realizar a carga e descarga das baterias em um único equipamento, podendo apresentar alto ganho de tensão e fornecer isolação galvânica para o banco de baterias. No desenvolvimento deste trabalho é proposto o projeto e implementação de um conversor com baixos níveis de ondulação de tensão e corrente em ambos os lados do conversor, além da possibilidade de atuar na regulação do barramento CC com valor fixo de tensão e operar sem o uso de circuitos auxiliares a fim de garantir a operação bidirecional. O estudo se baseia no projeto, simulações e implementação do conversor, analisando o seu comportamento sob diferentes pontos de operação das baterias. Para atuar no controle dos processos de carga e descarga das baterias, o conversor foi modelado a partir do modelo médio em espaço de estados, possibilitando projetar os controladores envolvidos no sistema. Neste sentido, com a implementação do conversor em laboratório tem-se como principais contribuições do trabalho a modelagem do conversor, implementação do projeto de controle para a carga das baterias, regulação da tensão no barramento CC e a proposta de modulações que permitem que o conversor opere sem o uso de circuitos auxiliares.
id UTFPR-12_8c14205f92b3f4d35e226ff5e76abcdb
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/3179
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling 2018-05-23T15:38:17Z2018-05-23T15:38:17Z2018-02-21SILVA, Edivan Laercio Carvalho da. Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias. 2018. 174 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3179Os conversores bidirecionais e isolados abordados nesse trabalho são de grande interesse para aplicação como UPS’s (Uninterrupted Power Supply) e sistemas híbridos de produção. Possibilitam realizar a carga e descarga das baterias em um único equipamento, podendo apresentar alto ganho de tensão e fornecer isolação galvânica para o banco de baterias. No desenvolvimento deste trabalho é proposto o projeto e implementação de um conversor com baixos níveis de ondulação de tensão e corrente em ambos os lados do conversor, além da possibilidade de atuar na regulação do barramento CC com valor fixo de tensão e operar sem o uso de circuitos auxiliares a fim de garantir a operação bidirecional. O estudo se baseia no projeto, simulações e implementação do conversor, analisando o seu comportamento sob diferentes pontos de operação das baterias. Para atuar no controle dos processos de carga e descarga das baterias, o conversor foi modelado a partir do modelo médio em espaço de estados, possibilitando projetar os controladores envolvidos no sistema. Neste sentido, com a implementação do conversor em laboratório tem-se como principais contribuições do trabalho a modelagem do conversor, implementação do projeto de controle para a carga das baterias, regulação da tensão no barramento CC e a proposta de modulações que permitem que o conversor opere sem o uso de circuitos auxiliares.The bidirectional and isolated converters discussed in this work are of great interest for applications such as UPS’s (Uninterrupted Power Supply) and hybrid generation power systems. They allow the charging and discharging of the batteries in a single equipment, which can present high voltage gain and provide galvanic insulation to the battery bank. In the development of this work, it is proposed the design and implementation of a converter with low levels of voltage and current ripple on both sides of the converter, besides the possibility to operate in the regulation of the DC link with fixed voltage value and to operate without the use of auxiliary circuits to ensure bidirectional operation. The study is based on the design, simulations and implementation of the converter, analyzing its behavior under different points of operation of the batteries. In order to control charge and discharge processes of the batteries, the converter was modeled from the state space model, allowing the design of the controllers involved in the system. In this sense, with the implementation of the converter in the laboratory, has as main contributions of the work modeling of the converter, implementation of the design of control for the charge of the batteries, regulation of the voltage in the DC link and the proposal of modulations that allow the converter to operate without the use of auxiliary circuits.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaConversores de corrente elétricaControladores elétricosBaterias elétricasEnergia - ArmazenamentoElectric current convertersElectric controllersElectric batteriesEnergy storageDesenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de bateriasDevelopment of bidirectional converter isolated for control of charging and discharging of battery banksinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPato BrancoCardoso, Rafaelhttp://lattes.cnpq.br/8148387096236908Stein, Carlos Marcelo de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/5654025919305848Cardoso, RafaelMichels, LeandroTorrico, César Rafael ClaureLopes, Juliano de Pelegrinihttp://lattes.cnpq.br/7572444750472723Silva, Edivan Laercio Carvalho dainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALPB_PPGEE_M_Silva, Edivan Laercio Carvalho da_2018.pdfPB_PPGEE_M_Silva, Edivan Laercio Carvalho da_2018.pdfapplication/pdf6197043http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/1/PB_PPGEE_M_Silva%2c%20Edivan%20Laercio%20Carvalho%20da_2018.pdfd522fd233bb158648f7dd348bd4a2a67MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52TEXTPB_PPGEE_M_Silva, Edivan Laercio Carvalho da_2018.pdf.txtPB_PPGEE_M_Silva, Edivan Laercio Carvalho da_2018.pdf.txtExtracted texttext/plain310258http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/3/PB_PPGEE_M_Silva%2c%20Edivan%20Laercio%20Carvalho%20da_2018.pdf.txt4628c57d68aaf23e685c0dac0eaf9868MD53THUMBNAILPB_PPGEE_M_Silva, Edivan Laercio Carvalho da_2018.pdf.jpgPB_PPGEE_M_Silva, Edivan Laercio Carvalho da_2018.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1209http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/4/PB_PPGEE_M_Silva%2c%20Edivan%20Laercio%20Carvalho%20da_2018.pdf.jpg29c294993bba84b5a8f07f26abb39821MD541/31792018-05-23 12:38:17.702oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2018-05-23T15:38:17Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Development of bidirectional converter isolated for control of charging and discharging of battery banks
title Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
spellingShingle Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
Silva, Edivan Laercio Carvalho da
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Conversores de corrente elétrica
Controladores elétricos
Baterias elétricas
Energia - Armazenamento
Electric current converters
Electric controllers
Electric batteries
Energy storage
Engenharia Elétrica
title_short Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
title_full Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
title_fullStr Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
title_full_unstemmed Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
title_sort Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias
author Silva, Edivan Laercio Carvalho da
author_facet Silva, Edivan Laercio Carvalho da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Cardoso, Rafael
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8148387096236908
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Stein, Carlos Marcelo de Oliveira
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5654025919305848
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Cardoso, Rafael
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Michels, Leandro
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Torrico, César Rafael Claure
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Lopes, Juliano de Pelegrini
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7572444750472723
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Edivan Laercio Carvalho da
contributor_str_mv Cardoso, Rafael
Stein, Carlos Marcelo de Oliveira
Cardoso, Rafael
Michels, Leandro
Torrico, César Rafael Claure
Lopes, Juliano de Pelegrini
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Conversores de corrente elétrica
Controladores elétricos
Baterias elétricas
Energia - Armazenamento
Electric current converters
Electric controllers
Electric batteries
Energy storage
Engenharia Elétrica
dc.subject.por.fl_str_mv Conversores de corrente elétrica
Controladores elétricos
Baterias elétricas
Energia - Armazenamento
Electric current converters
Electric controllers
Electric batteries
Energy storage
dc.subject.capes.pt_BR.fl_str_mv Engenharia Elétrica
description Os conversores bidirecionais e isolados abordados nesse trabalho são de grande interesse para aplicação como UPS’s (Uninterrupted Power Supply) e sistemas híbridos de produção. Possibilitam realizar a carga e descarga das baterias em um único equipamento, podendo apresentar alto ganho de tensão e fornecer isolação galvânica para o banco de baterias. No desenvolvimento deste trabalho é proposto o projeto e implementação de um conversor com baixos níveis de ondulação de tensão e corrente em ambos os lados do conversor, além da possibilidade de atuar na regulação do barramento CC com valor fixo de tensão e operar sem o uso de circuitos auxiliares a fim de garantir a operação bidirecional. O estudo se baseia no projeto, simulações e implementação do conversor, analisando o seu comportamento sob diferentes pontos de operação das baterias. Para atuar no controle dos processos de carga e descarga das baterias, o conversor foi modelado a partir do modelo médio em espaço de estados, possibilitando projetar os controladores envolvidos no sistema. Neste sentido, com a implementação do conversor em laboratório tem-se como principais contribuições do trabalho a modelagem do conversor, implementação do projeto de controle para a carga das baterias, regulação da tensão no barramento CC e a proposta de modulações que permitem que o conversor opere sem o uso de circuitos auxiliares.
publishDate 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-05-23T15:38:17Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-05-23T15:38:17Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-02-21
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Edivan Laercio Carvalho da. Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias. 2018. 174 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3179
identifier_str_mv SILVA, Edivan Laercio Carvalho da. Desenvolvimento de conversor bidirecional isolado para controle de carga e descarga de bancos de baterias. 2018. 174 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3179
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UTFPR
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Pato Branco
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/1/PB_PPGEE_M_Silva%2c%20Edivan%20Laercio%20Carvalho%20da_2018.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/2/license.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/3/PB_PPGEE_M_Silva%2c%20Edivan%20Laercio%20Carvalho%20da_2018.pdf.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3179/4/PB_PPGEE_M_Silva%2c%20Edivan%20Laercio%20Carvalho%20da_2018.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv d522fd233bb158648f7dd348bd4a2a67
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
4628c57d68aaf23e685c0dac0eaf9868
29c294993bba84b5a8f07f26abb39821
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1797043900101165056