Estudo e análise comparativa de perdas em chaves semicondutores em acionamento de motores elétricos
Abstract
Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre as perdas de potência e eficiência de
semicondutores IGBTs de silício e MOSFETs de carbeto de silício. Através deste, busca-se
estabelecer embasamento teórico para a troca das chaves existentes em bancada de acio-
namento no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle da Universidade Federal de Santa
Maria. O trabalho baseou-se em parâmetros fornecidos por um motor síncrono de ímãs
permanentes com tensão nominal de 72V e 70A, acionado por de um inversor de frequên-
cia trifásico de dois níveis. O estudo comparou a eficiência de quatro chaves distintas, duas
IGBT e duas MOSFET, operando em uma frequência de comutação de 10kHz. As simula-
ções e análises basearam-se em um circuito simplificado representando o sistema de uma
fonte de tensão contínua, um inversor de frequência e uma carga trifásica, implementados
utilizando o software Typhoon HIL. A partir disso, é possível observar que a chave IGBT,
atualmente utilizada em bancada, além de sobredimensionada, não foi a mais eficiente. A
chave que apresentou maior eficiência foi um MOSFET SiC, que apresentou temperaturas
de operação mais elevadas, mas condizentes com o projeto. Ademais, verifica-se outros
pontos na bancada, como o fato de que o dissipador de calor e o gate drives podem ser
revisados, afim de estabelecer um melhor dimensionamento para o sistema.
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- TCC Engenharia Elétrica [187]
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