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http://hdl.handle.net/1843/61388| Type: | Dissertação |
| Title: | Estudo e projeto de conversores de alto rendimento para interface de uma microrrede híbrida |
| Other Titles: | Study and design of high performance converters for a hybrid microgrid interface |
| Authors: | Magno Otton Schneider |
| First Advisor: | Thiago Ribeiro de Oliveira |
| First Co-advisor: | Eduardo Moreira Vicente |
| First Referee: | Gabriel Azevedo Fogli |
| Second Referee: | Lenin Martins Ferreira Morais |
| Third Referee: | Waner Wodson Aparecido Gonçalves Silva |
| Abstract: | Com o crescimento das fontes de energia renovável e a adoção de microrredes para gerenciamento de energia, os conversores de interface se tornaram fundamentais para conectar essas estruturas à rede elétrica. A eficiência desses conversores é um fator-chave para viabilizar a implementação de microrredes. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo estudar e projetar um conversor bidirecional c.a./c.c. de 10kW para a interface de uma microrrede híbrida. O projeto do conversor consiste em sintetizar uma tensão de saída de 380Vcc a partir de uma fonte monofásica de 220Vrms c.a. utilizando um conversor de dois estágios. Para isso, foram avaliadas 384 combinações de topologias e configurações de transistores de potência (Si IGBTs e SiC MOSFETs), considerando tanto custo quanto eficiência na busca pelo projeto ótimo. As perdas dos interruptores de potência foram determinadas usando o módulo térmico do PSIM, enquanto os indutores foram projetados com uma rotina no MATLAB que calcula o projeto ótimo visando baixas perdas. Para aprimorar a eficiência do conversor, conduziu-se um estudo abrangente para avaliar o impacto da variação dos parâmetros de projeto na curva de rendimento. Com o intuito de selecionar o conversor mais adequado, foram escolhidos candidatos a partir do limite de Pareto e realizado um estudo minucioso das perdas. |
| Abstract: | With the growth of renewable energy sources and the adoption of microgrids for energy management, interface converters have become fundamental to connect these structures to the power grid. The efficiency of these converters is a key factor in making microgrids implementation viable. In this context, this work aims to study and design a bidirectional AC/DC converter of 10kW for the interface of a hybrid microgrid. The converter project consists of synthesizing a 380V DC output voltage from a single-phase 220V AC source using a two-stage converter. For this purpose, 384 combinations of power transistor topologies and configurations (Si IGBTs and SiC MOSFETs) were evaluated, considering both cost and efficiency in the search for the optimal design. The power switch losses were determined using the thermal module of PSIM, while the inductors were designed with a routine in MATLAB that calculates the optimal design for low losses. To improve the converter's efficiency, a study was conducted on the impact of design parameter variations on the efficiency curve. To evaluate and choose the optimal converter, Pareto Boundary candidates were selected, and a loss study was conducted. |
| Subject: | Engenharia elétrica Conversores de corrente elétrica Transistores de potência Energia renovável |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/61388 |
| Issue Date: | 26-Oct-2023 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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