Análise e Projeto de um Conversor Bidirecional PWM de Alto Desempenho para Interface entre o Barramento CC e o Banco de Baterias

Authors

  • Luciano Schuch Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil
  • Cassiano Rech Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil
  • Hélio L. Hey Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil
  • Hilton A. Gründling Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil
  • Humberto Pinheiro Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil
  • José R. Pinheiro Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

DOI:

https://doi.org/10.18618/REP.2004.1.006011

Keywords:

Banco de baterias, Controle clássico, UPS

Abstract

Este artigo apresenta a análise e o projeto de um conversor bidirecional PWM (buck/boost) usado para interface entre o barramento CC e o banco de baterias. Um procedimento de projeto é proposto para o circuito de potência e de controle. Com este procedimento de projeto são definidas as freqüências de operação de cada conversor levando em consideração os níveis de potência e tensão, a fim de reduzir as perdas por comutação sem degradar as especificações impostas ao conversor. Além disto, é proposta a utilização de um filtro para minimizar as ondulações de corrente e tensão nas baterias, aumentando a vida útil das mesmas sem penalizar o volume e/ou a freqüência de operação do conversor. Um protótipo de 580W foi implementado para validar o procedimento de projeto e verificar o desempenho do sistema proposto. Adicionalmente, um conversor boost (pré-regulador) foi incluído ao estágio de entrada para correção do fator de potência.

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Author Biographies

Luciano Schuch, Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

nascido 27/07/1974 em Santa Maria – RS - Brasil. Formou-se em Engenharia Elétrica (1999) e obteve título de mestre (2001) pela Universidade Federal de Santa Maria. Atualmente é estudante de doutorado na mesma universidade. É membro da SOBRAEP e IEEE-PELS. Suas áreas de interesse compreendem Técnicas de Comutação Suave, Pré-reguladores, Fontes Interruptas de Energia, Acumuladores de Energia e Controle Discreto.

Cassiano Rech, Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

nasceu em Carazinho, Rio Grande do Sul, Brasil, em 1977. Formou-se em Eng. Elétrica e obteve o título de Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil, em 1999 e 2001, respectivamente. Atualmente é estudante de doutorado na mesma universidade. Suas áreas de interesse incluem técnicas de controle digital aplicadas em conversores estáticos de potência, fontes ininterruptas de energia e conversores multiníveis. Atualmente, é membro da SOBRAEP, IEEE-PELS e IEEE-IAS.

Hélio L. Hey, Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

nasceu em Santa Maria - Rio Grande do Sul, em 29 de Julho de 1961. Formou-se em Eng. Elétrica pela Univ. Católica de Pelotas, Pelotas - RS, em 1985. Obteve os títulos de Mestre e Doutor em Eng. Elétrica pela Univ. Federal de Santa Catarina, Florianópolis - SC em 1987 e 1991, respectivamente. Entre 1989 e 1993, atuou como professor na Univ. Federal de Uberlândia, Uberlândia-MG. Desde 1994, pertence ao Depto. de Eletrônica e Computação da Univ. Federal de Santa Maria, Santa Maria-RS, onde é professor titular e atualmente é o coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Sua área de interesse compreende análise, projeto e aplicações de conversores estáticos de alto desempenho, fontes de alimentação chaveadas e conversores estáticos para correção de fator de potência. É membro da SOBRAEP, SBA e IEEE.

Hilton A. Gründling, Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

nasceu em Santa Maria - RS, Brasil, em 1954. Formou-se em Eng. Eletrônica na Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre - RS, Brasil, em 1977, obteve o título de Mestre em Eng. Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis - SC, Brasil, em 1980, e o título de Doutor em Ciência pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos - SP, Brasil, em 1995. Desde 1980, pertence ao Depto. de Eletrônica e Computação da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria - RS, onde é professor titular. Sua área de interesse compreende análise, projeto e aplicações de controle de sistemas, controle discreto e controle adaptativo robusto por modelo de referência. Atualmente é membro da SBA, SOBRAEP e IEEE.

Humberto Pinheiro, Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

recebeu o grau de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Santa Maria em 1983 e o grau de Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina em 1987. Em 1990 realizou um curso de Controle Automático no Japão. Em 1999 recebeu o grau de doutor em Eng. Elétrica da Concordia University, Montreal, Canada. Dentre os seus assuntos de interesse estão: Controle Discreto de Conversores Estáticos, Fontes Ininterruptas de Energia, Geração Eólica.

José R. Pinheiro, Grupo de Eletrônica de Potência e Controle – GEPOC Universidade Federal de Santa Maria – UFSM CEP: 97015-900 – Santa Maria, RS – Brasil

nasceu em Santa Maria, RS, Brasil, em 1958. Recebeu o grau de Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil, e os graus de Mestre e Doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil, em 1981, 1984, e 1994, respectivamente. Atualmente, o Dr. Pinheiro é Professor Titular do Departamento de Eletrônica e Computação da Universidade Federal de Santa Maria, onde atua desde 1985. Em 1987, foi um dos fundadores e atualmente é coordenador do Grupo de Eletrônica de Potência e Controle (GEPOC). Foi o coordenador de Programa Técnico do Congresso Brasileiro de Eletrônica de Potência (COBEP), em 1999, e do Seminário de Eletrônica de Potência e Controle (SEPOC), em 2000. Em 2001 e 2002, ele realizou Pós-doutorado na área de Sistemas Distribuídos de Energia, no Center for Power Electronics Systems (CPES), da Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech), Blacksburg, USA. Suas principais linhas de pesquisas incluem Sistemas Híbridos de conversão estática de energia, Sistemas de alimentação de alta freqüência, Técnicas de compensação e correção do fator de potência, modelagem e controle de conversores estáticos. Dr. Pinheiro é membro da Sociedade Brasileira de Eletrônica de Potência, da Sociedade Brasileira de Automática, e de Sociedades da IEEE.

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Published

2004-06-30

How to Cite

[1]
L. Schuch, C. Rech, H. L. Hey, H. A. Gründling, H. Pinheiro, and J. R. Pinheiro, “Análise e Projeto de um Conversor Bidirecional PWM de Alto Desempenho para Interface entre o Barramento CC e o Banco de Baterias”, Eletrônica de Potência, vol. 9, no. 1, pp. 6–11, Jun. 2004.

Issue

Vol. 9 No. 1 (2004)

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Copyright (c) 2004 Eletrônica de Potência

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