Conversor síncrono CC-CC para ensaio de carga e descarga de baterias de íons de lítio
Resumo
Este trabalho tem como intuito a implementação e a validação experimental de um conversor
CC-CC para ensaios de carga e descarga de pacotes de baterias de íons de lítio. Inicialmente,
foi realizada uma revisão bibliográfica dos assuntos compreendidos no trabalho. Em seguida,
foi definida a topologia de conversor bidirecional síncrono, escolha das chaves semicondutoras
empregadas, e projeto do filtro LCL para a atenuação do ripple de corrente das baterias. Para o
projeto das malhas de controle, primeiramente foram obtidos os modelos correspondentes às
dinâmicas do sistema, propondo um modelo em espaço de estados para o filtro LCL, levantando
uma função de transferência para a energia no barramento CC e uma função de transferência de
primeira ordem para a dinâmica de tensão das baterias. Em seguida, foram consideradas
estratégias satisfatórias para o controle de malha: retroação de estados com servo mecanismo
para o controle da corrente no filtro e controladores PI para as demais malhas. Considerando a
necessidade de controle em malha fechada, foram desenvolvidos instrumentos de medição para
as variáveis. Estes foram condicionados para as características elétricas do sistema eletrônico e
calibrados em ensaios práticos. Ainda quanto à medição das variáveis do sistema, foi
implementado um observador de estados de Luenberger para estimar a tensão no capacitor do
filtro LCL. Para a implementação, foi realizada a programação em linguagem C do processador
de sinais digitais, unificando o processamento das variáveis medidas, o cálculo das leis de
controle, algoritmos de carga e descarga de baterias e a modulação do sinal aplicado nos
atuadores. Por fim, o sistema proposto foi construído e submetido a ensaios de validação, e os
resultados dos experimentos foram satisfatórios quanto aos objetivos do projeto.
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