dc.creator | Tiburski, Mateus José | |
dc.date.accessioned | 2019-06-24T19:01:47Z | |
dc.date.available | 2019-06-24T19:01:47Z | |
dc.date.issued | 2019-02-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/17087 | |
dc.description.abstract | In this work, it is proposed methodologies for design optimization of high gain boost static converters
applied to fuel cells. In this aplication, two types of boost converters are evaluated.
The first one is based on the conventional boost topology, reported in literature as an unusual
converter for high gain applications due to limitations caused by the resistive elements present
in the components. Therefore, a method is proposed, aiming to analyze the operating limits
of this converter, through mathematical analyses which estimate its losses and volumes, and
the use of techniques that reduce the series resistances in the converter’s components. For the
second, based on the cascade boost topology, or just boost cascaded, the high gain is not a
limiting factor, but rather the low efficiency associated with the high number of components,
which makes this converter unattractive when high voltage gain applications are required. Thus,
a methodology is developed, aiming to find optimal solutions by scanning converter’s parameters
such as, switching frequency, inductor current ripple, variation of the current density in the
conductor and the intermediate voltage of the converter. For this study, a database with several
options of magnetic cores, semiconductors, sinks and capacitors are analyzed so that different
projects possibilities are tested, according to the optimization objective (efficiency and volume).
Finally, simulation results expose the best solutions for efficiency and volume for each converter,
indicating the possibility of obtaining a high gain for the conventional boost converter and high
throughput or low volume for the boost cascaded converter. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Engenharia elétrica | por |
dc.subject | Eletrônica de potência | por |
dc.subject | Energias renováveis | por |
dc.subject | Célula a combustível | por |
dc.subject | Conversores CC-CC de alto ganho | por |
dc.subject | Otimização de conversores | por |
dc.subject | Electrical engineering | eng |
dc.subject | Power electronics | eng |
dc.subject | Renewable energy sources | eng |
dc.subject | Fuel cell | eng |
dc.subject | High step-up dc-dc converters | eng |
dc.subject | Converter optimization | eng |
dc.title | Técnicas para otimização de conversores da família boost com alto ganho de tensão e alto rendimento aplicados à célula a combustível | por |
dc.title.alternative | Optimization techniques of boost converters family with high voltage gain and high efficiency applied to fuel cells | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Neste trabalho são propostas metodologias de projetos otimizados para conversores estáticos da
família Boost com alto ganho de tensão aplicados à célula a combustível. Nessa aplicação, dois
conversores são avaliados, o primeiro, a topologia Boost convencional é tratada na literatura
como um conversor não usual para aplicações com alto ganho de tensão, devido à presença de
elementos resistivos nos componentes que limitam seu ganho. Logo, um método é proposto,
visando analisar os limites de operação desse conversor, através de análises matemáticas as
quais estimam suas perdas e volumes, e o uso de técnicas que reduzem as resistências séries
nos elementos do conversor. O segundo, o conversor Boost em cascata ou, simplesmente, Boost
Cascaded é avaliado; o alto ganho não é um fator limitante, pois a associação de dois conversores
Boost convencionais proporcionam elevado ganho estático. No entanto, o baixo rendimento ocasionado
pelo número elevado de componentes torna o uso deste conversor pouco atrativo para
aplicações que exigem alto ganho de tensão. Diante disso, uma metodologia é desenvolvida, visando
encontrar soluções ótimas através da varredura de alguns parâmetros do conversor, como:
frequência de chaveamento, ondulação de corrente do indutor, variação da densidade de corrente
no condutor e tensão intermediária do conversor Boost Cascaded. Para o estudo, bancos
de dados com diversas opções de núcleo magnéticos, semicondutores, dissipadores e capacitores
são analisados, para que diferentes possibilidades de projetos sejam testadas de acordo com o
objetivo de otimização proposto (maior rendimento ou menor volume). Ao final, resultados de
simulações expõem as melhores soluções em rendimento ou menor volume para cada conversor,
evidenciando a utilização do Boost convencional para aplicações de alto ganho e soluções com
alto rendimento ou reduzido volume são encontradas para o conversor Boost Cascaded. | por |
dc.contributor.advisor1 | Pinheiro, José Renes | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2333794966860226 | por |
dc.contributor.referee1 | Dupont, Fabrício Hoff | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2244266032297061 | por |
dc.contributor.referee2 | Andrade, António Manuel Santos Spencer | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/8796791305341405 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5498188421691529 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |