Retificador Entrelaçado Com Elevado Fator De Potência Para Operação De Um Veículo Trólebus Alimentado Por Redes Em Ca Ou Cc

Carlos Alberto Canesin; Guilherme de Azevedo e Melo; Flávio Alessandro Serrão Gonçalves; Rodrigo Alessandro Nunes de Oliveira; Jerry Marco Muno; Marcelo dos Santos

doi:10.18618/REP.2010.3.175183

Authors

Carlos Alberto Canesin Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.
Guilherme de Azevedo e Melo Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.
Flávio Alessandro Serrão Gonçalves Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.
Rodrigo Alessandro Nunes de Oliveira Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.
Jerry Marco Muno AES EletroPaulo, São Paulo, SP, Brasil.
Marcelo dos Santos AES EletroPaulo, São Paulo, SP, Brasil.

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2010.3.175183

Keywords:

Correção do fator de potência, Distribuição de Energia Elétrica, Qualidade da energia elétrica, Retificador Boost Entrelaçado, Transporte Coletivo tipo Trólebus

Abstract

Este artigo apresenta o desenvolvimento e os principais resultados para um retificador boost entrelaçado operando como um estágio especial de potência de entrada para um veículo tipo trólebus, permitindo sua alimentação por sistemas de distribuição em corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC). Quando alimentado em corrente alternada a dois fios (sistema monofásico), o conversor chaveado de entrada proposto promove a correção ativa do fator de potência, drenando corrente praticamente senoidal (reduzidas distorções harmônicas DHTI) da rede CA e atendendo plenamente às restrições impostas pela norma IEC 61000-3-4. Adicionalmente, um sistema de gerenciamento e controle da operação promove a comutação automática e eletrônica para o retificador proposto quando das transições entre as linhas de distribuição em CC ou CA, ou seja, quando da passagem da rede de CC para CA e vice-versa, preservando as características elétricas do barramento de CC para o sistema de acionamento do trólebus. Apresenta-se os principais resultados experimentais para o conversor em escala nominal de potência (150kW) instalado em um carro trólebus com sistema de acionamento em CC, demonstrando-se os benefícios do conversor proposto e da possibilidade de alimentação em CA para o sistema de transporte tipo trólebus.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Carlos Alberto Canesin, Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.

nascido em Lavínia (SP), em 1961, é engenheiro eletricista (1984) pela Universidade Estadual Paulista – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (UNESP-FEIS, Ilha Solteira (SP)), mestre (1990) e doutor (1996) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina – Instituto de Eletrônica de Potência (UFSC INEP, Florianópolis (SC)). Atualmente é professor titular do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE) da UNESP-FEIS. Foi editor geral da Revista Eletrônica de Potência (gestão 2003-2004), é editor associado da IEEE Transactrions on Power Elecronics e expresidente da SOBRAEP – Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (gestão 11/2004 – 10/2006). Suas áreas de interesse incluem técnicas de comutação não dissipativa, conversores CC-CC, retificadores e inversores, fontes de alimentação chaveadas, reatores para iluminação e técnicas de correção do fator de potência.

Guilherme de Azevedo e Melo, Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.

nascido em Presidente Prudente (SP), em 1976, é engenheiro eletricista (2001), mestre (2006) e doutor (2010) pela Universidade Estadual Paulista – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Atualmente é professor colaborador do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE) da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - UNESP e está associado ao Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP). Suas principais áreas de interesse incluem qualidade da energia elétrica, correção ativa do fator de potência, energias renováveis, conversores CC-CC e CA-CC e sistemas de controle digital.

Flávio Alessandro Serrão Gonçalves, Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.

nascido em Porto Velho (RO) em 1975, é engenheiro eletricista (1998), mestre (2001) e doutor (2005) em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual Paulista – UNESP-FEIS, em Ilha Solteira (SP). Atualmente é professor da UNESP-FEIS, e trabalha como pesquisador associado ao Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP). Suas áreas de interesse incluem qualidade da energia elétrica, correção ativa do fator de potência, técnicas de associação para conversores, técnicas de comutação não dissipativa, conversores CC-CC e CA-CC, inversores, sistemas de controle digital (FPGA, DSP, Microcontroladores, J2ME), síntese de sistemas eletrônicos empregando linguagem de descrição de hardware (VHDL/Verilog), e plataformas distribuídas para E-Learning em eletrônica de potência. Dr. Gonçalves é membro da SOBRAEP desde 1999.

Rodrigo Alessandro Nunes de Oliveira, Laboratório de Eletrônica de Potência – LEP, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil.

nascido a 11/05/1978 em Araraquara-SP, é engenheiro eletricista (2007) pela Universidade Estadual Paulista – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Atualmente está vinculado ao programa de doutorado junto ao Laboratório de Qualidade de Energia. Suas principais áreas de interasse são eletrônica de potência, controle digital e qualidade de energia.

Jerry Marco Muno, AES EletroPaulo, São Paulo, SP, Brasil.

nascido em 19/04/1953 em São Paulo é engenheiro de operações – eletrotécnica (1976) pela Universidade Mackenzie. Atualmente é engenheiro sênior da AES Eletropaulo. Sua área de interesse é transporte de massa por meio de tração elétrica.

Marcelo dos Santos, AES EletroPaulo, São Paulo, SP, Brasil.

nascido em 26/07/1972 em São Paulo é tecnólogo em eletricidade (1998), pós graduado em administração da produção (2004) pela UniFEI. Atualmente atua na AES Eletropaulo com analista de sistemas pleno. Suas áreas de interesse são: eletrônica de potência, sistemas de controle eletrônicos e acionamento de máquinas elétricas. Em paralelo com a atividade industrial o Sr. Marcelo é professor indeterminado no Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza atuando como professor do curso técnico em eletrônica e informática.

References

L. J. Brunton, "Why not the trolleybus?", in Proc. of the IEE Seminar Electric, Hybrid and Fuel Cell Vehicles, pp. 5/1-5/7, 2000. https://doi.org/10.1049/ic:20000265 DOI: https://doi.org/10.1049/ic:20000265

V. I. Sopov, V. V. Biryukov, G. N. Vorfolomeyev, "Increase of Efficiency of the Power Supply System of a Trolleybus"; In Proc. of the IEEE IFOST, pp.336-337, October 2006. https://doi.org/10.1109/IFOST.2006.312323 DOI: https://doi.org/10.1109/IFOST.2006.312323

H. E. Mazin, X. Wilsun, "An investigation on the effectiveness of Scott transformer on harmonic reduction", In Proc. of the IEEE Power and Energy Society General Meeting - Conversion and Delivery of Electrical Energy, pp. 1-4, 2008. https://doi.org/10.1109/PES.2008.4596926 DOI: https://doi.org/10.1109/PES.2008.4596926

J. Michalik, J. Molnar, Z. Peroutka, "Control of traction single-phase current-source active rectifier under distorted power supply voltage", In Proc. of the IEEE Power Electronics and Motion Control Conference, pp. 550- 555, 2008. https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2008.4635323 DOI: https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2008.4635323

A. Fratta, P. Guglielmi, F. Villata, A. Vagati, "Efficiency and cost-effectiveness of AC drives for electric vehicles improved by a novel boost DC-DC conversion structure", in Proc. of Power Electronics in Transportation, pp. 11-19, 1998.

IEC 61000-3-4.: Part 3-4: Limits for harmonic current emissions (equipment input current greater than 16A per phase), International Electrotechnical Commission, first edition, 1998-10