Projeto e implementação de um conversor elevador de tensão alimentado em corrente com acoplamento magnético aplicado em sistemas fotovoltaicos
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Data de Publicação: | 2019 |
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/1/4401 |
Resumo: | Este trabalho propõe o desenvolvimento de um conversor ACCFHB (Active-Clamped Current-Fed Half-Bridge) alimentado em corrente com acoplamento magnético e grampeamento ativo, operando em malha aberta para aplicações em sistemas fotovoltaicos com alto ganho de tensão. Inicialmente são apresentadas as características do conversor boost e suas variações e, consequentemente, a topologia do conversor boost intercalado, apontando suas vantagens e desvantagens. Em seguida, realiza-se a análise do conversor CFHB (Current-Fed Half-Bridge) alimentado em corrente e a implementação prática do conversor, com o intuito de verificar os efeitos causados pela indutância de dispersão do transformador no funcionamento do circuito. O principal efeito são os picos de tensões gerados sobre as chaves semicondutores que podem extrapolar os limites e danificar as chaves. Diante disso, são inseridos circuitos auxiliares do tipo snubber para minimizar esses efeitos. Por fim, são apresentadas as etapas de operação do conversor ACCFHB que servem de base para o projeto e com isso, o protótipo é construído para obter os resultados experimentais que são comparados com a teoria. Os principais resultados obtidos podem ser citados, como: elevado ganho de tensão, redução do tamanho físico do conversor através dos indutores acoplados, elevação do rendimento, redução dos efeitos causados pela indutância de dispersão e a tensão máxima sobre as chaves fica grampeada. |
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2019-09-12T16:11:03Z2019-09-12T16:11:03Z2019-06-24VICENSI, Elias. Projeto e implementação de um conversor elevador de tensão alimentado em corrente com acoplamento magnético aplicado em sistemas fotovoltaicos. 2019. 140 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4401Este trabalho propõe o desenvolvimento de um conversor ACCFHB (Active-Clamped Current-Fed Half-Bridge) alimentado em corrente com acoplamento magnético e grampeamento ativo, operando em malha aberta para aplicações em sistemas fotovoltaicos com alto ganho de tensão. Inicialmente são apresentadas as características do conversor boost e suas variações e, consequentemente, a topologia do conversor boost intercalado, apontando suas vantagens e desvantagens. Em seguida, realiza-se a análise do conversor CFHB (Current-Fed Half-Bridge) alimentado em corrente e a implementação prática do conversor, com o intuito de verificar os efeitos causados pela indutância de dispersão do transformador no funcionamento do circuito. O principal efeito são os picos de tensões gerados sobre as chaves semicondutores que podem extrapolar os limites e danificar as chaves. Diante disso, são inseridos circuitos auxiliares do tipo snubber para minimizar esses efeitos. Por fim, são apresentadas as etapas de operação do conversor ACCFHB que servem de base para o projeto e com isso, o protótipo é construído para obter os resultados experimentais que são comparados com a teoria. Os principais resultados obtidos podem ser citados, como: elevado ganho de tensão, redução do tamanho físico do conversor através dos indutores acoplados, elevação do rendimento, redução dos efeitos causados pela indutância de dispersão e a tensão máxima sobre as chaves fica grampeada.This paper proposes the design of an Active-Clamped Current-Fed Half- Bridge converter (ACCFHB) with magnetic-coupling, operating in open loop for photovoltaic applications with high voltage gain. Initially the characteristics of the boost converter and its deviations are shown, consequently the interleaved boost converter is presented, pointing out its advantages and disadvantages. Next, the analysis of the Current-Fed Half-Bridge Converter (CFHB) is made, and its physical implementation is realized, with the intent to verify the effects caused by the leakage inductance of the transformer over the circuit functioning. The main effects are the voltage spikes over the semiconductor switches, that can surpass the supported limits causing permanent damage. In front of that, snubber auxiliary circuits are inserted in order to minimize theese effects. Lastly, the power stages of the ACCFHB converter are shown in order to realize its design, and with that, the prototype was build in order to obtain the experimental results that are compared with the theory. The main results obtained can be cited as: high voltage gain, physical size reduction of the converter by means of coupled inductors, an efficiency increase, reduction of the effects caused by the leakage inductance, and a clamped voltage over the switches.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do ParanáporUniversidade Tecnológica Federal do ParanáPato BrancoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaConversores de corrente elétricaAcoplamentosSistemas de energia fotovoltaicaElectric current convertersCouplingsPhotovoltaic power systemsProjeto e implementação de um conversor elevador de tensão alimentado em corrente com acoplamento magnético aplicado em sistemas fotovoltaicosDesign and implementation of a step-up voltage current fed converter with magnetic coupling applied photovoltaic systemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPato BrancoStein, Carlos Marcelo de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/5654025919305848Stein, Carlos Marcelo de OliveiraRussi, Jumar LuísOrtiz, Jorge Luis RoelLopes, Juliano de Pelegrinihttp://lattes.cnpq.br/6716014899416985Vicensi, Eliasinfo: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_Vicensi, Elias_2019.pdf.pdfPB_PPGEE_M_Vicensi, Elias_2019.pdf.pdfapplication/pdf3602719http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4401/1/PB_PPGEE_M_Vicensi%2c%20Elias_2019.pdf.pdf41fe4d5a9f02a44862d2e684ffeed34cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4401/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTPB_PPGEE_M_Vicensi, Elias_2019.pdf.pdf.txtPB_PPGEE_M_Vicensi, Elias_2019.pdf.pdf.txtExtracted texttext/plain209028http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4401/3/PB_PPGEE_M_Vicensi%2c%20Elias_2019.pdf.pdf.txtabb4e05d733afbad3febbd915de71b8aMD53THUMBNAILPB_PPGEE_M_Vicensi, Elias_2019.pdf.pdf.jpgPB_PPGEE_M_Vicensi, Elias_2019.pdf.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1308http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4401/4/PB_PPGEE_M_Vicensi%2c%20Elias_2019.pdf.pdf.jpg50de7adedfd6da01707dc388fa93292dMD541/44012019-09-13 03:00:47.297oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2019-09-13T06:00:47Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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