Controle Adaptativo Baseado Em Passividade Aplicado A Conversores Estáticos Operando Como Corretores De Fator De Potência

Authors

  • Eduardo A. Oliveira Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.
  • Lenin M. F. Morais Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.
  • Seleme I. Seleme Jr. Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.
  • Pedro F. Donoso-Garcia Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.
  • Porfírio C. Cortizo Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.
  • Marcos A. S. Mendes Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2009.2.107116

Keywords:

Controle Adaptativo, correção de fator de potência, passividade

Abstract

Neste artigo é discutido o uso da técnica de controle baseado em passividade aplicada a conversores estáticos do tipo abaixador de tensão (buck) e elevadores de tensão (boost) operando como corretores ativos de fator de potência (CFP). É proposta uma modelagem do tipo Euler-Lagrange do conversor e, a partir deste modelo, a definição das técnicas de controle por passividade direta (pela tensão no capacitor) e indireta (pela corrente no indutor) com o reconhecimento da impedância de uma carga resistiva por um método adaptativo. Por se tratar de uma técnica de controle não linear, não é necessário realizar a linearização no ponto de operação mais critico, garantindo o funcionamento do CFP em toda a faixa de operação, atendendo os preceitos da resolução da ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica.

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Author Biographies

Eduardo A. Oliveira, Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

, nascido em Belo Horizonte-MG, em 23/11/1981, é engenheiro eletricista (2005) pela UFMG, especialista em instrumentação (2008) pela PUC-MG e mestre em engenharia elétrica (2008) pela UFMG. Suas áreas de interesse são controle aplicado à eletrônica de potência, conversores para correção de fator de potência e eficiência energética.

Lenin M. F. Morais, Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

nascido em 04/03/1978 em Pirapora-MG, é engenheiro eletricista (2000), mestre (2002) e doutor em Engenharia Elétrica (2007) pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da UFMG. Atualmente, é professor Adjunto do DELT – UFMG. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, reatores eletrônicos para lâmpadas AID, conversores CFP, sistemas de controle eletrônico.

Seleme I. Seleme Jr., Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

, nascido em 1955 em Palmas-PR, é engenheiro eletricista (1977) pela Escola Politécnica de São Paulo, mestre (1985) pela UFSC, doutor (1994) em controle e automação pelo Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Grenoble, França, e pós-doutorado no Power Electronic Group, University of California, Berkeley em 2002. Atualmente é professor adjunto do DELT - UFMG. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, controle aplicado à eletrônica de potência, acionamentos elétricos e sistemas eletromecânicos.

Pedro F. Donoso-Garcia, Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

nascido em 1955 em Lima – Peru, é engenheiro eletricista op. eletrônica (1981) pela UFRGS, mestre (1986) pela UFMG e doutor em Engenharia Elétrica (1991) pela UFSC. Atualmente é professor Associado do Departamento de Engenharia Eletrônica da Universidade Federal de Minas Gerais. Suas áreas de pesquisa incluem: Fontes de alimentação com alta eficiência, sistemas de energia ininterrupta, reatores eletrônicos, amplificadores de áudio lineares e chaveados.

Porfírio C. Cortizo, Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

, nascido em Belo Horizonte-MG em 26/03/1955. Formado em Engenharia Elétrica em 1978 na UFMG e doutor em Engenharia Elétrica em 1984 no Intitut National Polytechnique de Toulouse, França. Desde 1984 é professor associado do DELT da UFMG, no cargo de Professor Associado. Sua área de atuação é Eletrônica de Potência com interesse em Sistemas de Alimentação Ininterrupta (UPS), fontes chaveadas de alta frequência e técnicas de controle empregando DSP’s.

Marcos A. S. Mendes, Universidade Federal de Minas Gerais CEP 31270-010, Av. Presidente Antônio Carlos, 6627. Belo Horizonte, MG. Brasil.

nascido em Patos de Minas-MG em 08/03/1967. Graduou-se em Engenharia Elétrica pela UFMG em 1994. Em 2001 recebeu o título de Doutor em Engenharia Elétrica pelo PPGEE-UFMG. Atualmente é professor Adjunto do Departamento de Engenharia Eletrônica da UFMG. As principais áreas de interesse são: Eletrônica, Eletrônica de Potência, Métodos de Modulação em Largura de Pulso, Processadores Digitais de Sinais e suas aplicações.

References

A. E. Fitzgerald et al, Electric Machinery, McGraw Hill, 6a Edição, Nova Iorque, 2003.

T. Suzuki et al, "Electronic ballast for fluorescent lamp", IEEE International Conference On Industrial Applications INDUSCON, Porto Alegre, Nov. 2000.

F. P. Souza, Correção do Fator de Potência para instalações de baixa potência empregando filtros ativos, Tese de Doutorado, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica - Universidade Federal de Santa Catarina, 2000.

Resolução ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) no 456, de 29 de Novembro de 2000.

D. Jeltsema and J. M. A. Scherpen, Tunning of Passivity-Preserving Controllers for Switched-Mode Power Converters", IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 49, nº 8, pp. 1333-1344, 2004. https://doi.org/10.1109/TAC.2004.832236 DOI: https://doi.org/10.1109/TAC.2004.832236

M.I.A. Orozco, Control no lineal de convertidores conmutados CC/CC: Análisis de prestaciones y verificación experimental, Tesis Doctoral, Programa de Doctorado: Automatización Avanzada Y Robótica - Universidad Politécnica da Cataluña, 2006. http://hdl.handle.net/10803/5947

R. Sanders and G.C. Verghese, "Lyapunov-Based Control for Switched Power Converters", IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 7, nº 1, pp. 17-24, 1992. https://doi.org/10.1109/63.124573 DOI: https://doi.org/10.1109/63.124573

R. Leyva et al, "Passivity-based integral control of a boost converter for large-signal stability", IEE Proceedings. Control Theory and Applications, vol. 153, nº 2, pp. 139-146, 2006. https://doi.org/10.1049/ip-cta:20045223 DOI: https://doi.org/10.1049/ip-cta:20045223

H. Sira-Ramirez, et al,."Passivity-Based Controllers for the stabilization of DC-to-DC Power Converters", Automatica, vol. 33, nº 4, pp. 499-513, 1997. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(96)00207-5

H. Sira-Ramirez, R. Ortega and M. Garcia-Esteban, "Adaptive Passivity-Based Control of Average DC-to-DC Power Converters Models", Internacional Journal of Adaptive Control and Signal Processing, vol. 11, pp. 489-499, 1997. https://doi.org/10.1016/S0005-1098(96)00207-5 DOI: https://doi.org/10.1016/S0005-1098(96)00207-5

G. Escobar, R. Ortega, H. Sira-Ramirez, J.P. Vilain and I. Zein, "An experimental comparison of several non linear controllers for power converters", IEEE Control Systems Magazine, vol.19, nº 1, pp. 66-82,1999. https://doi.org/10.1109/37.745771 DOI: https://doi.org/10.1109/37.745771

G. Escobar and H. Sira-Ramirez, "A Passivity Based-Sliding Mode Control Approach for the Regulation of Power Factor Precompensators", 37th IEEE Conference on Decision & Control, Florida, USA, pp. 2423-2424, 1998. https://doi.org/10.1109/CDC.1998.757770 DOI: https://doi.org/10.1109/CDC.1998.757770

H. K. Khalil, Nonlinear Systems, Prentice-Hall, 3aEdição, 2002.

J. Meisel. Principles of Electromechanical Energy Conversion, McGraw-Hill, 1966.

R. Ortega, A. Loria, R. Kelly and L. Praly, "On Passivity-Based Output Feedback Global Stabilization of Euler-Lagrange Systems", IEEE International Journal of Robust and Nonlinear Control, vol. 5, nº 1, pp.313-323, March, 2007. https://doi.org/10.1002/rnc.4590050407 DOI: https://doi.org/10.1002/rnc.4590050407

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Published

2009-05-31

How to Cite

[1]
E. A. Oliveira, L. M. F. Morais, S. I. S. Jr., P. F. Donoso-Garcia, P. C. Cortizo, and M. A. S. Mendes, “Controle Adaptativo Baseado Em Passividade Aplicado A Conversores Estáticos Operando Como Corretores De Fator De Potência”, Eletrônica de Potência, vol. 14, no. 2, pp. 107–116, May 2009.

Issue

Vol. 14 No. 2 (2009)

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