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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/67755| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Conversor CC-CC Trifásico Isolado Bidirecional com Entrada em Corrente, Comutação Suave e Comando Assimétrico Para Armazenamento de Energia |
| Autor(es): | Costa, Gilmar Nunes dos Santos |
| Orientador: | Praça, Paulo Peixoto |
| Coorientador: | Oliveira Filho, Hermínio Miguel de |
| Palavras-chave: | Deslocadores de fase;Conversores de corrente elétrica;Capacitadores;Comutação (Eletrônica de potência) |
| Data do documento: | 8-Mar-2021 |
| Citação: | Costa, Gilmar Nunes dos Santos. Conversor CC-CC Trifásico Isolado Bidirecional com Entrada em Corrente, Comutação Suave e Comando Assimétrico Para Armazenamento de Energia. 2021. 103 f. Dissertação (Mestrado acadêmico em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021 |
| Resumo: | Este trabalho apresenta o estudo e análise em ambiente de simulação, de um conversor CCCC trifásico isolado bidirecional alimentado em corrente com comutação suave. O conversor proposto utiliza a técnica do phase-shift (PS) e razão cíclica variável no lado primário, para realizar o controle do fluxo de potência. O phase-shift garante o controle da magnitude e a bidirecionalidade do fluxo de potência, o que é essencial para conexão de armazenadores de energia à barramentos de tensão, como baterias por exemplo. A razão cíclica variável permite o ajuste com maior flexibilidade da tensão no barramento capacitivo de baixa tensão. No primário, há três pontes H monofásicas, e no secundário, um inversor trifásico tradicional. Ambas as pontes estão conectadas por um transformador isolador de alta frequência, que garante a isolação galvânica entre os lados de baixa e alta tensão. A configuração delta aberto-estrela garante o dobro de tensão, otimizando a funcionalidade do transformador e reduzindo as perdas no cobre. Realizou-se a modelagem matemática da potência ativa e aparente através de dois modelos: real e por análise das componentes fundamentais. É realizada a comparação dos dois modelos afim de validar a modelagem teórica realizada em conjuntos com os resultados de simulação. A modelagem e caracterização da comutação dos interruptores é realizada, onde, a partir desta, define-se as regiões de comutação suave do tipo ZVS e comutação dissipativa. Os resultados de simulação apresentaram erro máximo de 2,8% para potência ativa e 3,4% para potência aparente, quando comparado com os resultados teóricos. Verificou-se também o comportamento da comutação dos interruptores através das curvas de bordas, que para o conversor, através do ajuste da razão cíclica no lado primário, consegue estabelecer condições ótimas de ganho estático e, consequentemente, permite o conversor operar em comutação suave do tipo ZVS para todos os interruptores. Em malha fechada os resultados apresentaram-se satisfatórios quanto ao desempenho do conversor, onde observou-se máximo sobressinal de 11,75% para inversão brusca de fluxo de potência (degrau de 100% à -100%). |
| Abstract: | This work presents the simulation study and analysis of a bidirectional isolated current-fed DCDC converter with soft switching. The proposed converter uses the phase-shift (PS) technique and variable cyclic ratio on the primary side, to perform power flow control. The phase-shift ensures the control of the magnitude and bidirectionality of the power flow, which is essential for connecting energy stores to voltage buses, such as batteries. The variable cyclic ratio allows for more flexible voltage adjustment on the low voltage capacitive bus. In the primary, there are three single-phase H bridges, and in the secondary, a traditional three-phase inverter. Both aspects are connected by a high frequency isolating transformer, which ensures galvanic isolation between the low and high voltage sides. The open-star delta configuration ensures double voltage, optimizing the functionality of the transformer and reducing copper losses. The mathematical modeling of the active and apparent power was carried out using two models: real and by analysis of the fundamental components. A comparison of the two models is carried out to validate the theoretical modeling performed in sets with the simulation results. The modeling and characterization of the switching of the switches are carried out, where, from this, the regions of soft switching of the type ZVS and dissipative switching are defined. . The simulation results showed a maximum error of 2.8% for active power and 3.4% for apparent power when compared with the theoretical results. The behavior of the switching of the switches through the boundary curves was also verified, which for the converter, through the adjustment of the cyclic ratio in the primary side, can establish optimal conditions of static gain and, consequently, allows the converter to operate in soft switching of the ZVS type for all switches.In closed loop, the results were satisfactory in terms of the performance of the converter, where a maximum overshot of 11.75 % was observed for sudden reversal of power flow (100% step to -100%) |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/67755 |
| Aparece nas coleções: | DEEL - Dissertações defendidas na UFC |
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