1. RI UFLA
  2. Programas de Pós-Graduação - Teses e Dissertações
  3. Engenharia de Sistemas e automação (Dissertações)
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dc.creatorKai, Bianca Harumi Diniz-
dc.date.accessioned2024-02-27T18:53:22Z-
dc.date.available2024-02-27T18:53:22Z-
dc.date.issued2024-02-27-
dc.date.submitted2023-12-15-
dc.identifier.citationKAI, B. H. D. Projeto de um conversor cc-cc de três portas não isolado: regulador de tensão com sistema de armazenamento de energia. 2024. 106 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas e Automação)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58942-
dc.description.abstractIn the context of three-port DC-DC converters (TPC) applications, the use of these stands out as substitutes for conventional two-port converters. They are widely adopted in renewable energy systems due to their advantages, such as higher efficiency, reduced size, and lower cost. Additionally, these converters have the ability to operate in different modes, adapting to the specific needs of the system. This study focuses on the development of a prototype of the VR-BESS convertor (Voltage Regulator - Battery Energy Storage System), which is an example of a nonisolated TPC designed for renewable energy systems with battery storage. The main objective is to present the operation of this converter and describe the prototype development process. The development process consists of several stages. First, the design of the power and control module is carried out, where the system’s operating levels are established, the main involved quantities are calculated, and the values of the components necessary for the proper functioning of the converter are determined. Next, the design and assembly of the printed circuit board are carried out. Additionally, the necessary energy sources for the system’s operation are specified. This includes the photovoltaic emulation power source, responsible for providing primary energy, and the system’s batteries, which store excess energy. After that, the programming of the DSP (Digital Signal Processor) is carried out, and the gains of the voltage and current sensors used in the prototype are measured. Finally, the performance validation of the converter is carried out through simulations and practical tests, demonstrating its ability to regulate voltage at the load and manage the charging and discharging currents of the batteries. Additionally, practical results show an average efficiency of 87.4% when the VR-BESS converter operates with a power range of 360 to 550 W delivered to the load in each operating mode. As limitations, it is noted that efficiency is compromised due to the high values of the MOSFETs’ (Rdson) resistance and also due to low heat dissipation.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/*
dc.subjectConversor CC-CC de três portaspt_BR
dc.subjectEnergia renovávelpt_BR
dc.subjectProtótipopt_BR
dc.subjectConversores eletrônicospt_BR
dc.subjectSensor de tensãopt_BR
dc.subjectSensor de correntept_BR
dc.subjectThree-port DC-DC converterpt_BR
dc.subjectRenewable energypt_BR
dc.subjectPrototypept_BR
dc.subjectElectronic converterspt_BR
dc.subjectVoltage sensorpt_BR
dc.subjectCurrent sensorpt_BR
dc.titleProjeto de um conversor CC-CC de três portas não isolado: regulador de tensão com sistema de armazenamento de energiapt_BR
dc.typedissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia de Sistemas e Automaçãopt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Ferreira, Sílvia Costa-
dc.contributor.advisor-co1Pacheco, Vinícius Miranda-
dc.contributor.referee1Sant’ana, Wilson César-
dc.contributor.referee2Pereira, Daniel Augusto-
dc.contributor.referee3Ferreira, Sílvia Costa-
dc.contributor.referee4Pacheco, Vinícius Miranda-
dc.description.resumoNo contexto das aplicações de conversores CC-CC de três portas (CTP), destaca-se o uso desses como substitutos dos conversores convencionais de duas portas. Eles são amplamente adotados em sistemas de energia renovável devido às suas vantagens, como maior eficiência, tamanho reduzido e menor custo. Além disso, esses conversores têm a capacidade de operar em diferentes modos, adaptando-se às necessidades específicas do sistema. Este estudo concentra-se no desenvolvimento de um protótipo do conversor VR-BESS (Voltage Regulator - Battery Energy Storage System), que é um exemplo de CTP não isolado projetado para sistemas de energia renovável com armazenamento em banco de baterias. O objetivo principal é apresentar o funcionamento desse conversor e descrever o processo de desenvolvimento do protótipo. O processo de desenvolvimento consiste em várias etapas. Primeiramente, é realizado o projeto do módulo de potência e controle, onde são estabelecidos os níveis de operação do sistema, calculadas as principais grandezas envolvidas e determinados os valores dos componentes necessários para o funcionamento adequado do conversor. Em seguida, é realizado o projeto e a montagem da placa de circuito impresso. Além disso, são especificadas as fontes de energia necessárias para o funcionamento do sistema. Isso inclui a fonte de energia com emulação fotovoltaica, responsável por fornecer a energia primária e as baterias do sistema, que armazenam a energia excedente. Depois, é realizado a programação do DSP (Processador Digital de Sinal) e medidos os ganhos dos sensores de tensão e corrente utilizados no protótipo. Por fim, é realizada a simulação do conversor proposto utilizando o software Matlab/Simulink e, também, seu ensaio prático. Nessa etapa é avaliado o desempenho do conversor e o comportamento das variáveis envolvidas. Por fim a validação do desempenho do conversor é realizada por meio de simulações e testes práticos, demonstrando sua capacidade de regular a tensão na carga e gerenciar a corrente de carregamento e descarregamento das baterias. Além disso, os resultados práticos mostram uma eficiência média de 87,4%, quando o conversor VR-BESS opera com potência 360 à 550 W entregues a carga, em cada modo de operação. Como limitações, nota-se que a eficiência é prejudicada devido aos altos valores de resistência dos MOSFETs (R dson ) e também devido à baixa dissipação de calor.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenhariapt_BR
dc.subject.cnpqEngenharia Elétricapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1430324074863694pt_BR
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