dc.creator | Vianna, Pedro da Silveira | |
dc.date.accessioned | 2023-05-08T15:11:18Z | |
dc.date.available | 2023-05-08T15:11:18Z | |
dc.date.issued | 2023-02-14 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29003 | |
dc.description.abstract | This master’s thesis presents the development of an electric traction system for urban vehicles
using controller hardware-in-the-loop (CHIL) simulation and focusing on the electrical system
components. For the purpose of obtaining a simulation model, the traction system is modeled
following the forward facing methodology and the vehicle longitudinal model is used to
represent the vehicle dynamics. The studied system comprises a single traction motor in a
longitudinal architecture applied to the Renault Twizy vehicle, which is a passenger car. The
main components of the traction system are designed following the latest trends, with a supply
voltage of 400 V and the inverter switching at 10 kHz. The traction machine is a permanent
magnet synchronous motor (PMSM) with a rated power of 11 kW, similar to the traction system
of the previously mentioned vehicle model. Based on this, a field oriented control method is
proposed to achieve speed regulation with a flux-weakening technique switching in when the
demanded voltage is higher than the voltage supplied to the inverter. In order to develop realtime simulations, a OP5700 simulator manufactured by OPAL-RT Technologies is used, which
is available at the Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída de
Energia Elétrica (INCT-GD), benefiting from toolboxes that allow the representation of high
frequency events with high accuracy. Moreover, an interface board was designed to connect the
simulator to a digital signal processor (DSP) where the control system is programmed. The
simulation results validate the designed traction system and the proposed real-time simulation
approach. The presented work aims to establish a base of knowledge for the development of a
power hardware-in-the-loop (PHIL) simulation platform of electric traction systems, which
would be an alternative to implementing prototypes of these systems using only physical
components. | eng |
dc.description.sponsorship | Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída de Energia Elétrica - INCT-GD | por |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS | 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 | Simulação em tempo real | por |
dc.subject | Veículos elétricos | por |
dc.subject | Sistemas de tração | por |
dc.subject | Simulação controller hardware-in-the-loop | por |
dc.subject | Real-time simulation | eng |
dc.subject | Electric vehicles | eng |
dc.subject | Traction systems | eng |
dc.subject | Controller hardware-inthe-loop simulation | eng |
dc.title | Desenvolvimento de sistemas de tração para veículos elétricos urbanos utilizando simulação em tempo real | por |
dc.title.alternative | Development of traction systems for urban electric vehicles using real-time simulation | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema de tração eletrificado para veículos
urbanos utilizando simulação controller hardware-in-the-loop (CHIL), com foco nos
componentes da parte elétrica do sistema. A fim de obter um modelo de simulação, utiliza-se a
metodologia forward para modelagem do sistema e o modelo longitudinal para estabelecer as
relações de torque e velocidade do veículo. Como objeto de estudo, considera-se uma
arquitetura com um único motor de tração central aplicado ao veículo elétrico leve Renault
Twizy. O dimensionamento dos principais componentes do sistema é realizado conforme as
tendências atuais da aplicação, com a alimentação definida em 400 V e a comutação do inversor
em 10 kHz. A máquina de tração é um motor síncrono de imãs permanentes (MSIP) com
potência nominal de 11 kW, similar à tração do veículo citado. A partir disso, propõe-se a
utilização do controle por orientação de campo para o acionamento da máquina com comutação
para uma técnica de enfraquecimento de fluxo quando o inversor não for capaz de fornecer
potência ao motor, o que ocorre devido à limitação imposta pela tensão do barramento de
alimentação do sistema. Para realizar as simulações em tempo real, emprega-se o simulador
OP5700 da OPAL-RT Technologies, disponível nos laboratórios do Instituto Nacional de
Ciência e Tecnologia em Geração Distribuída de Energia Elétrica (INCT-GD), com auxílio de
ferramentas que possibilitam a representação de eventos em alta frequência com maior
exatidão. Além disso, uma placa de interface foi projetada para a operação desse equipamento
em conjunto com um Digital Signal Processor (DSP), no qual é implementado o sistema de
controle citado. Os resultados obtidos validam o projeto do sistema de tração e a proposta de
simulação em tempo real da aplicação em estudo. Esse trabalho busca estabelecer uma base de
conhecimento para posterior desenvolvimento de uma plataforma de simulação power
hardware-in-the-loop (PHIL) de sistemas de tração para veículos elétricos, a qual seria uma
alternativa à implementação desses sistemas utilizando somente componentes físicos. | por |
dc.contributor.advisor1 | Rech, Cassiano | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9375639768929991 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Batschauer, Alessandro Luiz | |
dc.contributor.referee1 | Vieira, Rodrigo Padilha | |
dc.contributor.referee2 | Rocha, Nady | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1373084863933507 | 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 |