Aplicação de um conversor CA-CC de 24 pulsos como solução alternativa para melhoria de qualidade de energia dentro do contexto de sistemas elétricos de aeronaves

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: VILAS BOAS, Hugo oliveira
• Orientador(a): SOUZA, Gabriel Antônio Fanelli de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Elétrica
• Departamento: IESTI - Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Conversor CA-CC de 24; Análise das correntes CA de entrada do conversor; Sistemas elétricos de aeronaves
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELÉTRICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3509

Este trabalho, com o objetivo de melhorar a qualidade de energia elétrica (QEE) em sistemas de distribuição MEA (More Electric Aircraft) operando com frequência variável (360 – 800 Hz), aborda uma aplicação de um sistema conversor de 24 pulsos (SC-24P), anteriormente desenvolvido pelo grupo de pesquisa para uso em sistemas de transmissão HVDC (High Voltage Direct Current). Usualmente, os sistemas conversores usados em sistemas MEA, para conversão CA–CC, são do tipo 12 pulsos (SC-12P). No entanto, este tipo de conversor tecnicamente não atende aos padrões de distorção harmônica para aplicações MEA e, portanto, devem ser usados juntamente com filtros CA e CC. Além disso, o peso e o volume ocupados pelos filtros trazem evidentemente algumas desvantagens para os sistemas MEA modernos. Com o intuito de superar as desvantagens oferecidas pelo sistema tradicional, propõe-se nesta dissertação o uso do SC-24P para redução dos filtros empregados em sistemas MEA convencionais e melhorar a qualidade de energia do sistema como um todo. Análises teóricas do SC-24P, no que tange a perfis e conteúdo harmônico das correntes CA e tensões CC para ambos os conversores, são brevemente descritas através de equacionamento estabelecido, o qual possibilitou se comprovar parcialmente a pesquisa conduzida nesta dissertação. Os cálculos processados através das análises teóricas são feitos usando o programa MathCad. As vantagens e desempenhos do SC-24P empregado comparados com o SC-12P tradicional são expostos via simulações computacionais realizadas no ambiente Matlab/Simulink. Os resultados obtidos do SC-24P em termos de %THD (< 3%) da corrente CA, de amplitude de ondulação da tensão CC e de outros índices de QEE, para as frequências 360 Hz e 800 Hz, atendem aos padrões aeronáuticos RTCA-DO-160F e MIL-STD-704F, respectivamente. Por outro lado, com a falta de recursos laboratoriais no que tange à disponibilidade de uma fonte de alimentação para o patamar das frequências operacionais tratadas em simulações, implementou-se um protótipo em escala reduzida usando a rede de fornecimento de energia em 60 Hz. Os resultados atendem aos requisitos do IEEE 519 e comprovam a aplicação do conversor empregado apenas em sistemas elétricos industriais, para acionamentos de máquinas elétricas rotativas. A síntese dos resultados tratados e discutidos neste trabalho confirma a aplicabilidade do SC-24P em sistemas MEA e demostra uma pesquisa promissora a ser explorada para desenvolvimentos futuros.