dc.creator | Bridi, Éder | |
dc.date.accessioned | 2019-10-08T14:19:46Z | |
dc.date.available | 2019-10-08T14:19:46Z | |
dc.date.issued | 2019-02-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/18506 | |
dc.description.abstract | This thesis presents an optimized design methodology for non-isolated static converters with Nboost
cells in parallel, that process energy between a renewable energy source and a DC bus. The
method scans for the best solution in view of the maximum efficiency for the minimum volume.
It combines distinct technologies and cell numbers and picks a set of solutions in accordance to
the preselected discrete parameters range for each operation point, which is described by three
parameters ( IL@fs@J). It also searches in databases for the components in which the arrangement
leads to the best performance regarding the design requirements. Among the possible
solutions, the method chooses the solution that yields the maximum efficiency and/or the minimum
volume for the continuous conduction mode as well as for the discontinuous conduction
mode. Thus, it is possible to design converters with high efficiency and reduced volume for high
static gain applications. This study also presents the components modeling and the converter
static gain curves, considering parasitic resistances and their impact. By identifying the parameters
that prevent converters, as simple as a boost converter, from achieving high static gain,
it is possible to apply techniques that mitigate the impact of these undesired effects, allowing
converters to operate closer to their ideal static gain. The input and output filter design of the
converter reflects the dynamic behavior of a fuel cell, making it possible to reduce its volume
and to increase its efficiency without hindering or damaging the power supply operation. As
auxiliary tools to design a project and to understand the results, in this proposal, the behavior
of the input and output currents and the impact that they produce on the output converter
voltage are analyzed. By selecting the adequate number of cells and the operation mode, it is
possible to find operation conditions where the current ripple is drastically reduced. As a result,
the filtering capacitors can be significantly reduced and there is also the possibility of reducing
the inductor size irrespective of the operation mode used. | 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 | Conversores CC-CC | por |
dc.subject | Paralelismo de células boost com técnicas de intercalamento | por |
dc.subject | Electrical engineering | eng |
dc.subject | Power electronics | eng |
dc.subject | Renewable energy sources | eng |
dc.subject | Dc-dc converters | eng |
dc.subject | Parallelism of boost cells with interleaving techniques | eng |
dc.title | Metodologia de otimização de conversores estáticos com paralelismo de células boost aplicado à célula a combustível | por |
dc.title.alternative | Methodology of static converter optimization with cell boost parallelism applied to fuel cell | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Esta dissertação apresenta uma metodologia de projeto otimizado para conversores estáticos, não
isolados, com paralelismo de N-células boost, afim de realizar o processamento de energia entre
uma fonte de energia renovável e um barramento em corrente contínua. O método busca a melhor
solução objetivando tanto a melhor eficiência quanto o menor volume. Atrelado a um ponto
de operação ( IL@fs@J), combina diferentes tecnologias e número de células, identificando
qual configuração apresenta o melhor resultado. Ainda, por meio de varredura, faz a escolha
do conjunto de soluções para os intervalos de parâmetros discretos pré especificados para cada
trio de parâmetros que configura o ponto de operação. O método busca, também, em bancos
de dados, os componentes cujo arranjo aponta o melhor desempenho frente as exigências do
projeto. Das possíveis soluções a técnica seleciona o projeto que apresenta a melhor eficiência
e/ou apresenta menor volume tanto para operação em modo de condução contínua quanto para
o modo de condução descontínua. Desta forma, é possível confeccionar conversores que possuem
elevada eficiência e volume reduzido para aplicações que exijam elevado ganho estático. Neste
trabalho são apresentados também a modelagem dos componentes e das curvas de ganho estático
do conversor, levando em consideração as resistências parasitas e a influência destas na
avaliação supracitada. Com a identificação dos parâmetros que impossibilitam conversores, simples
como o conversor boost, de alcançar ganhos estáticos elevados, pode-se aplicar técnicas que
mitigam a influência destes efeitos indesejados fazendo que o conversor se aproxime ao máximo
do ganho estático idealizado. O projeto dos filtros de entrada e saída do conversor portam o
comportamento dinâmico da célula a combustível, assim é possível reduzir seu volume e aumentar
sua eficiência sem prejudicar ou deteriorar o funcionamento da fonte de alimentação. Como
ferramentas auxiliares à elaboração do projeto e compreensão dos resultados, na proposta, são
analisados o comportamento da corrente de entrada e de saída, como também, o comportamento
que estas imprimem à tensão de saída do conversor. Fazendo uso do número adequado de células
e modo de operação pode-se encontrar condições de operação em que a ondulação de corrente é
drasticamente reduzida e como efeito tem-se uma significativa redução dos filtros capacitivos e
possibilidade de redução do indutor independente do modo de operação. | por |
dc.contributor.advisor1 | Pinheiro, José Renes | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2333794966860226 | por |
dc.contributor.referee1 | Novaes, Yales Rômulo de | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8572668642074131 | por |
dc.contributor.referee2 | Sartori, Hamiltom Confortin | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6722822162374884 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2790377192733673 | 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 |