Estrutura de Controle Hierárquico para o Paralelismo de UPS de Dupla Conversão com Equalização das Temperaturas dos Capacitores dos Barramentos CC

William A. Venturini; João Manoel Lenz; Henrique Jank; Fábio E. Bisogno; José R. Pinheiro

doi:10.18618/REP.2018.4.0001

Authors

William A. Venturini Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil
João Manoel Lenz Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil
Henrique Jank Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil
Fábio E. Bisogno Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil
José R. Pinheiro Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2018.4.0001

Keywords:

Controle Hierárquico, fontes ininterruptas de energia, Gerenciamento Térmico, Paralelismo

Abstract

Este trabalho propõe uma estrutura de controle hierárquico que permite realizar a equalização das temperaturas internas dos capacitores de barramento de UPSs conectadas em paralelo. Os capacitores eletrolíticos, usualmente utilizados em barramentos CC, são um dos principais responsáveis por falhas em sistemas de conversão de energia, sendo que a vida útil destes componentes é sensível a elevadas temperaturas de operação. Neste sentido, com o intuito de aumentar a vida útil de sistemas ininterruptos de energia conectados em paralelo, este trabalho propõe a adição de uma malha de controle que, através da medição indireta das temperaturas das UPSs, gerencia a potência ativa que cada UPS deve fornecer, a fim de equalizar as temperaturas dos capacitores. Resultados hardware-in-the-loop são adquiridos considerando duas UPSs monofásicas de 10 kVA conectadas em paralelo e localizadas em ambientes com temperaturas distintas, comprovando o bom desempenho e a viabilidade da proposta.

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Author Biographies

William A. Venturini, Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 24/11/1990, possui graduação (2014) e mestrado (2016) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente cursa doutorado pela mesma instituição, onde desenvolve seus trabalhos no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Durante o primeiro semestre de 2014, realizou estágio curricular junto ao Fraunhofer Institute - IZM, situado em Berlim - Alemanha, atuando na área de pesquisa e desenvolvimento de conversores estáticos. Suas principais áreas de interesse incluem modelagem e controle digital de sistemas, fontes ininterruptas de energia (UPS) e paralelismo de UPS. É membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (SOBRAEP) e sociedades IEEE.

João Manoel Lenz, Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil

recebeu o grau de Bacharel e de Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria, em 2013 e 2015, respectivamente. Atualmente realiza curso de Doutorado na linha de Eletrônica de Potência, pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFSM. Realiza pesquisas com ênfase em energia fotovoltaica, confiabilidade em eletrônica de potência e projeto otimizado de conversores estáticos. Tem experiência em modelagem de células e sistemas fotovoltaicos, geração com fontes alternativas de energia e integração de fontes renováveis.

Henrique Jank, Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 16/04/1991, engenheiro eletricista pela Universidade de Santa Cruz do Sul (2013), mestre pela Universidade Federal de Santa Maria (2016), atualmente cursa doutorado pela Universidade Federal de Santa Maria, onde atua como pesquisador no Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Seus interesses atuais de pesquisa incluem conversores estáticos, modelagem e controle, fontes ininterruptas de energia e paralelismo de inversores.

Fábio E. Bisogno, Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil

nascido em 07/04/1973 em Santa Maria, RS, é engenheiro eletricista (1999) e mestre (2001) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria e doutor (2006) em Engenharia Elétrica pela Technische Universität Chemnitz. Paralelo com o doutorado esteve empregado no instituto de pesquisa Fraunhofer – AIS e depois Fraunhofer – IAIS e IZM, Alemanha. Atualmente é professor adjunto na Universidade Federal de Santa Maria. Suas principais áreas de interesse são: reatores eletrônicos, sistemas auto-oscilantes, transformadores piezolétricos, conversores ressonantes e fontes ininterruptas de energia (UPS).

José R. Pinheiro, Universidade Federal de Santa Maria – Santa Maria – RS, Brasil

recebeu o grau de Bacharel em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria, e de Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, respectivamente em 1981, 1984 e 1994. Foi Chair do Programa Técnico e Chair Geral do Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência de 1999 e 2013 e do Seminário de Eletrônica e Controle de Potência de 2000, 2005 e 2017. De 2001 a 2002, trabalhou no Center for Power Electronics Systems, Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech), Blacksburg, como Pesquisador de PósDoutorado. Ele é autor de mais de 300 artigos técnicos publicados em conferências e revistas. Seus interesses atuais de pesquisa incluem conversão de alta frequência e alta potência, fontes de alimentação, conversores multiníveis, modelagem e controle de conversores e projeto otimizado de conversores.

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