Retificador boost trifásico isolado com MPPT para geradores eólicos de pequeno porte
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28883 |
Resumo: | Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de um retificador boost trifásico isolado de estágio único com rastreamento do ponto de máxima potência para aplicações em aerogeradores de pequeno porte. A estrutura do PFC pode ser enxergada como uma associação de dois retificadores boost com 4 interruptores e ponto médio operando em paralelo no modo de condução contínuo. Ela ainda fornece elevado ganho de tensão, muito interessante para aerogeradores de pequeno porte uma vez que estes possuem baixa tensão em seus terminais. O indutor da fase C é suprimido fazendo com que diminua quantidade de magnéticos e consequentemente reduzindo valor, peso e volume. Além disso o fato da fase C estar conectada no ponto médio do barramento principal reduz os efeitos da corrente de modo comum. A estrutura completa possui duas saídas isoladas cada uma por um transformador de alta frequência, sendo possível que a estrutura associe a saída de acordo com a aplicação desejada. O controle da estrutura possui uma malha rápida de corrente e outra bem mais lenta para o barramento de tensão, utiliza-se ainda uma malha de equilíbrio que garante o equilíbrio das tensões nos capacitores do barramento principal. A transferência de energia entre primário e secundário é garantida através da modulação phase shift com um ângulo fixo. A estrutura opera com uma frequência de comutação de 43,2 kHz e potência nominal de 2 kW, com um rendimento máximo de 93,63 % para o PFC e 89 % para estrutura isolada em aproximadamente 1700 W. |
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2022-06-22T16:22:30Z2022-06-22T16:22:30Z2022-03-30PONTES, Jhonatan de Abreu Soares. Retificador boost trifásico isolado com MPPT para geradores eólicos de pequeno porte. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28883Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de um retificador boost trifásico isolado de estágio único com rastreamento do ponto de máxima potência para aplicações em aerogeradores de pequeno porte. A estrutura do PFC pode ser enxergada como uma associação de dois retificadores boost com 4 interruptores e ponto médio operando em paralelo no modo de condução contínuo. Ela ainda fornece elevado ganho de tensão, muito interessante para aerogeradores de pequeno porte uma vez que estes possuem baixa tensão em seus terminais. O indutor da fase C é suprimido fazendo com que diminua quantidade de magnéticos e consequentemente reduzindo valor, peso e volume. Além disso o fato da fase C estar conectada no ponto médio do barramento principal reduz os efeitos da corrente de modo comum. A estrutura completa possui duas saídas isoladas cada uma por um transformador de alta frequência, sendo possível que a estrutura associe a saída de acordo com a aplicação desejada. O controle da estrutura possui uma malha rápida de corrente e outra bem mais lenta para o barramento de tensão, utiliza-se ainda uma malha de equilíbrio que garante o equilíbrio das tensões nos capacitores do barramento principal. A transferência de energia entre primário e secundário é garantida através da modulação phase shift com um ângulo fixo. A estrutura opera com uma frequência de comutação de 43,2 kHz e potência nominal de 2 kW, com um rendimento máximo de 93,63 % para o PFC e 89 % para estrutura isolada em aproximadamente 1700 W.This work presents the development and implementation of a single-stage isolated three-phase boost rectifier with maximum power point tracking for applications in small wind turbines. The PFC structure can be seen as an association of two boost rectifiers with 4 switches and a midpoint operating in parallel in continuous conduction mode. It also provides high voltage gain, very interesting for small wind turbines since they have low voltage at their terminals. The Cphase inductor is suppressed causing a decrease in the amount of magnetic and consequently reducing value, weight and volume. Furthermore, the fact that phase C is connected at the midpoint reduces the effects of common mode current. The complete structure has two outputs each isolated by a high frequency transformer, making it possible for the structure to associate the output according to the desired application. The control of the structure has a fast current loop and a much slower one for the voltage bus, it also uses a balance loop that guarantees the balance of voltages in the capacitors of the main bus. The energy transfer between primary and secondary is guaranteed through phase shift modulation with a fixed angle . The structure operates with a switching frequency of 43.2 kHz and a rated power of 2 kW, with a maximum efficiency of 93.63 % for the PFC and 89 % for the isolated structure at approximately 1700 W.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAISEngenharia ElétricaRetificadores de corrente elétricaTurbinas eólicasConversores de corrente elétricaFator de potênciaElectric current rectifiersWind turbinesElectric current convertersElectric power factorRetificador boost trifásico isolado com MPPT para geradores eólicos de pequeno porteThree-phase boost rectifier insulated with MPPT for small wind generatorsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaBadin, Alceu Andrehttps://orcid.org/0000-0003-3243-4092http://lattes.cnpq.br/8154562267050212Badin, Alceu Andrehttps://orcid.org/0000-0003-3243-4092http://lattes.cnpq.br/8154562267050212Bianchin, Carlos Gabrielhttp://lattes.cnpq.br/6558268443452013Cortez, Daniel Floreshttps://orcid.org/0000-0002-1650-0988http://lattes.cnpq.br/5050752890498527https://orcid.org/0000-0001-8594-6695http://lattes.cnpq.br/0772440745887946Pontes, Jhonatan de Abreu Soaresreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALboosttrifasicogeradoreseolicos.pdfapplication/pdf12907460http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28883/1/boosttrifasicogeradoreseolicos.pdfab680c675d1bc5292b561fab9bdb1b53MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8908http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28883/2/license_rdf0175ea4a2d4caec4bbcc37e300941108MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28883/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53TEXTboosttrifasicogeradoreseolicos.pdf.txtboosttrifasicogeradoreseolicos.pdf.txtExtracted texttext/plain193660http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28883/4/boosttrifasicogeradoreseolicos.pdf.txtc85ebcd9c50e7ed8b4e1a53bb7974da8MD54THUMBNAILboosttrifasicogeradoreseolicos.pdf.jpgboosttrifasicogeradoreseolicos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1246http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/28883/5/boosttrifasicogeradoreseolicos.pdf.jpg950c490fe2bc8efe8099b87a4fc4cbf6MD551/288832022-06-23 03:06:22.551oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-06-23T06:06:22Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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