Análise da estabilidade e controle de conversores CC-CC conectados em cascata
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Date
2020-08-28Primeiro coorientador
Dupont, Fabrício Hoff
Primeiro membro da banca
Tahim, André Pires Nóbrega
Segundo membro da banca
Costa, Fabiano Fragoso
Terceiro membro da banca
Salton, Aurélio Tergolina
Quarto membro da banca
Pinheiro, Humberto
Metadata
Show full item recordAbstract
A necessidade de utilizar fontes de energia renováveis tem impulsionado o uso de sistemas de Geração Distribuída de energia. Esse tipo de sistema é formado por diversos estágios interconectados que podem ser constituídos por filtros, conversores, inversores, entre outros. Esses elementos são tipicamente projetados individualmente para garantir estabilidade e desempenho. Mas, as interações entre os estágios conectados podem levar o sistema como um todo a instabilidade, que é caracterizada fisicamente por oscilações que surgem nos barramentos de entrada e saída. Na literatura, a maioria dos trabalhos relacionam esse problema ao comportamento de Carga de Potência Constante de conversores operando em malha fechada. Além disso, até o presente momento é escasso o número de trabalhos que explicam detalhadamente a origem dessas oscilações. Desse modo, esta Tese apresenta uma metodologia para analisar a estabilidade de um sistema formado por conversores CC-CC conectados em cascata e identificar a origem das possíveis oscilações. Com a metodologia proposta descobriu-se que o problema de estabilidade está relacionado com incertezas presentes no modelo nominal que representa a planta. Então, apresenta-se uma maneira de identificar as incertezas através do Teorema do Elemento Extra e também por meio de uma análise de variações paramétricas. Uma vez que o problema de estabilidade está relacionado com a presença de incertezas no sistema, optou-se pela técnica de controle adaptativo por Modelo de Referencia (MRAC) como solução para tal adversidade. Mostrou-se que o controlador MRAC foi capaz de garantir a estabilidade do sistema e ainda fornecer um desempenho aceitável. Entretanto, com o objetivo de aprimorar a resposta dinâmica da planta foi proposto um controlador híbrido composto pela combinação das técnicas PID e MRAC, com o qual foi possível garantir a estabilidade, como também melhorar o desempenho transitório. Toda a teoria apresentada é validada com resultados de simulação e práticos perante a aplicação em um sistema constituído de um filtro de entrada LC conectado em cascata com um conversor Buck em malha fechada.
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