Análise E Desenvolvimento De Um Novo Conversor Ca-cc Híbrido Monofásico Para Aplicações Em Sistemas Trólebus

Authors

  • Gustavo Brito de Lima Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil
  • Antônio de Pádua Finazzi Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil
  • Luiz Carlos de Freitas Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil
  • João Batista Vieira Júnior Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil
  • Ernane Antônio Alves Coelho Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil
  • Valdeir José Farias Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil
  • Carlos Alberto Canesin Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP) Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (FEIS) Universidade Estadual Paulista (UNESP) Ilha Solteira, São Paulo, Brasil
  • Luiz Carlos Gomes de Freitas Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP) Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (FEIS) Universidade Estadual Paulista (UNESP) Ilha Solteira, São Paulo, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2010.4.263274

Keywords:

Correção do fator de potência, Retificadores Híbridos, Sistemas Elétricos de Transporte Urbano, Trólebus

Abstract

Este artigo apresenta o desenvolvimento e análise experimental de uma nova estrutura de retificador híbrido monofásico, com elevado fator de potência (FP) e reduzida taxa de distorção harmônica de corrente (TDHI) para aplicação como estágio préregulador de sistemas de tração elétrica. Trata-se de um conversor pré-regulador retificador capaz de promover a flexibilidade de alimentação, em CA ou CC, para ônibus de transporte público tipo trólebus, contribuindo com a possibilidade de expansão da rede, a baixo custo, eliminando-se custos associados às estações retificadoras convencionais. A estrutura proposta é composta por um retificador monofásico de onda completa não controlado convencional, associado em paralelo a um conversor chaveado não isolado. Destaca-se que o conversor chaveado é capaz de compor a corrente de entrada impondo uma corrente quase senoidal na rede de alimentação em CA, garantindo-se elevado FP e reduzida TDHI, tal como nos pré-reguladores convencionais, porém, o conversor chaveado processa menos de 50% da potência total de saída, garantindo robustez e confiabilidade para a estrutura. Foi desenvolvido um protótipo de 10 kW utilizando uma técnica de controle PWM capaz de limitar a contribuição do conversor chaveado e, ao mesmo tempo, impor uma corrente de entrada cujo espectro apresenta baixos níveis harmônicos, tomando, indicativamente, como referência os limites da norma internacional IEC61000-3-4. Todo o estudo teórico, a análise matemática e os resultados experimentais obtidos são apresentados neste artigo.

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Author Biographies

Gustavo Brito de Lima, Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil

nascido em Ibiassucê (BA), em 1986, é graduado em Engenharia Elétrica com ênfase em Sistemas de Energia pela Universidade Federal de Uberlândia (UFU - FEELT). Atualmente é aluno de Mestrado vinculado ao Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) da mesma universidade. Suas áreas de interesse incluem retificadores híbridos e técnicas de controle analógicas e digitais.

Antônio de Pádua Finazzi, Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil

nasceu em Moji-Mirim – SP, Brasil. Concluiu a graduação na Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e o Mestrado na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). É professor e pesquisador do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) e aluno de doutorado da UFU vinculado ao Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência. Suas áreas de interesse são Eletrônica de Potência e Qualidade de Energia.

Luiz Carlos de Freitas, Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil

nascido em Monte Alegre (MG), em 1952, é engenheiro eletricista (1975) pela Universidade Federal de Uberlândia – Faculdade de Engenharia Elétrica (UFU-FEELT, Uberlândia (MG)) mestre (1985) e doutor (1992) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina – Instituto de Eletrônica de Potência (UFSCINEP), Florianópolis (SC). Atualmente é professor adjunto efetivo da Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) da UFU e membro do Núcleo de Eletrônica de Potência (NUEP). Ele já publicou diversos artigos em áreas como conversores DC-DC, DC-AC e AC-DC com comutação suave e retificadores multipulsos. O professor Luiz Carlos publicou no PESC’92, no APEC’93, no PESC’93 e na IEEE Transactions on Power Electronics – jan/1995, a evolução de células de comutação suave que promovem a entrada e saída de condução de interruptores com tensão zero, as quais têm sido amplamente utilizadas em pesquisas relativas a Eletrônica de Potência desde então.

João Batista Vieira Júnior, Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil

possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia (1980), mestrado (1984) e doutorado (1991) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atualmente é professor da Universidade Federal de Uberlândia e membro do Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica Industrial, atuando principalmente nos seguintes temas: alto fator de potência e conversores PWM.

Ernane Antônio Alves Coelho, Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil

nascido em Teófilo Otoni, Minas Gerais, em 1962, é engenheiro eletricista (1987) pela Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, mestre (1989) pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis e doutor (2000) pela Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte. Atualmente é professor titular do departamento de engenharia elétrica da Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais. Sua área de atuação envolve inversores PWM, correção do fator de potência e novas tecnologias usando controle digital.

Valdeir José Farias, Núcleo de Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) Faculdade de Engenharia Elétrica (FEELT) Universidade Federal de Uberlândia (UFU) Uberlândia, MG, Brasil

nasceu em Araguari, Minas Gerais, em 1947. Recebeu a graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Uberlândia em 1975, o título de mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Minas Gerais em 1981 e o título de doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade de Campinas em 1989. Atualmente é professor titular do curso de Engenharia Elétrica na Universidade Federal de Uberlândia. Ele tem mais de 250 artigos científicos publicados. Suas áreas de interesse são: Conversores com chaveamento suave e filtros ativos.

Carlos Alberto Canesin, Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP) Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (FEIS) Universidade Estadual Paulista (UNESP) Ilha Solteira, São Paulo, 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 (UFSCINEP), Florianópolis (SC). Atualmente é professor titular efetivo do Departamento de Engenharia Elétrica (DEE) da UNESP-FEIS. Foi editor geral da Revista Eletrônica de Potência (gestão 2003-2004) e presidente da SOBRAEPSociedade Brasileira de Eletrônica de Potência (gestão 11/2004-10/2006), é editor associado da IEEE Transactions on Power Electronics. 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 ativa do fator de potência.

Luiz Carlos Gomes de Freitas, Laboratório de Eletrônica de Potência (LEP) Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira (FEIS) Universidade Estadual Paulista (UNESP) Ilha Solteira, São Paulo, Brasil

nascido em Uberlândia (MG), em 1976, é engenheiro eletricista (2001) e mestre (2003) pela Universidade Federal de Uberlândia – Faculdade de Engenharia Elétrica (UFU-FEELT). Atualmente é professor adjunto nível I da Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU, e faz parte do Núcleo Pesquisa em Eletrônica de Potência (NUPEP) da mesma universidade. Sua área de atuação é eletrônica de potência e suas áreas de interesse incluem qualidade da energia elétrica, correção ativa do fator de potência, técnicas de comutação não dissipativa, conversores CC-CC e CA-CC, inversores, retificadores híbridos e técnicas de controle utilizando FPGA e DSP.

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Published

2010-11-30

How to Cite

[1]
G. Brito de Lima, “Análise E Desenvolvimento De Um Novo Conversor Ca-cc Híbrido Monofásico Para Aplicações Em Sistemas Trólebus”, Eletrônica de Potência, vol. 15, no. 4, pp. 263–274, Nov. 2010.

Issue

Vol. 15 No. 4 (2010)

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Copyright (c) 2010 Revista Eletrônica de Potência

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