Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Silva, Eduardo da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Fonte de energia ininterrupta
Instalações elétricas
Correntes contínuas
Conversores de corrente elétrica
Máquinas elétricas
métodos de simulação
Engenharia elétrica
Uninterruptible power supply
Electric wiring
Electric currents, Direct
Electric current converters
Electric machinery
Simulation methods
Electric engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4672
Resumo: Installations as data centers, diagnostic or life-support medical equipment, and air traffic control, are protected by an uninterruptible power supply or UPS to prevent fails in their operation by disturbances on electrical grid. This research work develops a converter that will compose a UPS system and, during the normal operation of the power grid, will operate as a Boost Half-Bridge voltage doubler rectifier and, in the grid fails, the battery bank will be the input source and the converter operates as a Buck-Boost DC-DC. The topology has a midpoint on the output bus connected to the grid neutral and the negative pole of the battery bank, making the converter naturally immune to common mode current, therefore, low electromagnetic noise emission. The processed power is 1kW and the operating frequency is 21.6kHz. The proposed structure is analyzed for the two modes of operation, AC-DC and DC-DC, for which they are presented: the operating principle, the mathematical analysis, the control modeling and the results obtained by simulation and also experimental results. As a result of the research project, the studied converter presents high efficiency for both input sources, besides low total harmonic distortion and unit power factor for AC input, validating its proposal and functionality.
id UTFPR-12_3f659d957c188156e02caa27643d2d88
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4672
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPSDevelopment of a half-bridge boost rectifier integrated with a buck-boost DC-DC converter for UPS applicationsFonte de energia ininterruptaInstalações elétricasCorrentes contínuasConversores de corrente elétricaMáquinas elétricasmétodos de simulaçãoEngenharia elétricaUninterruptible power supplyElectric wiringElectric currents, DirectElectric current convertersElectric machinerySimulation methodsElectric engineeringCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAOEngenharia ElétricaInstallations as data centers, diagnostic or life-support medical equipment, and air traffic control, are protected by an uninterruptible power supply or UPS to prevent fails in their operation by disturbances on electrical grid. This research work develops a converter that will compose a UPS system and, during the normal operation of the power grid, will operate as a Boost Half-Bridge voltage doubler rectifier and, in the grid fails, the battery bank will be the input source and the converter operates as a Buck-Boost DC-DC. The topology has a midpoint on the output bus connected to the grid neutral and the negative pole of the battery bank, making the converter naturally immune to common mode current, therefore, low electromagnetic noise emission. The processed power is 1kW and the operating frequency is 21.6kHz. The proposed structure is analyzed for the two modes of operation, AC-DC and DC-DC, for which they are presented: the operating principle, the mathematical analysis, the control modeling and the results obtained by simulation and also experimental results. As a result of the research project, the studied converter presents high efficiency for both input sources, besides low total harmonic distortion and unit power factor for AC input, validating its proposal and functionality.Alguns tipos de instalações como centrais de processamento de dados, equipamentos médicohospitalares de diagnóstico ou de suporte à vida e controle de tráfego aéreo, são protegidas por uma fonte de alimentação ininterrupta ou UPS, para evitar que o seu funcionamento seja prejudicado por distúrbios da rede elétrica. Este trabalho desenvolve um conversor que irá compor o um sistema UPS, sendo que durante o período de funcionamento normal da rede elétrica, irá operar como um retificador Boost Half-Bridge dobrador de tensão e, na ausência da rede, o banco de baterias passa a ser a fonte de entrada e o conversor opera como um CC-CC Buck-Boost. A topologia possui um ponto médio no barramento de saída conectado diretamente ao neutro da rede e ao polo negativo do banco de baterias, fazendo com que o conversor seja naturalmente imune à corrente de modo comum, portanto, de baixa emissão de ruído eletromagnético. A potência processada é de 1kW e a frequência de operação é de 21,6kHz. A estrutura proposta é analisada para os dois modos de operação, CA-CC e CC-CC, para os quais são apresentados: o princípio de funcionamento, a análise matemática, a modelagem orientada ao controle do conversor e os resultados obtidos por simulação e também resultados experimentais. Como resultado do projeto de pesquisa, o conversor estudado apresenta alta eficiência para ambas as fontes de entrada, além de baixa distorção harmônica e fator de potência unitário para entrada CA, validando sua proposta e funcionalidade.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBadin, Alceu Andrehttp://lattes.cnpq.br/8154562267050212Badin, Alceu Andrehttp://lattes.cnpq.br/8154562267050212Cortez, Daniel Floreshttp://lattes.cnpq.br/5050752890498527Demonti, Rogershttp://lattes.cnpq.br/4145360000270118Silva, Eduardo da2020-01-31T18:24:34Z2020-01-31T18:24:34Z2019-09-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Eduardo da. Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4672porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-02-01T06:00:47Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4672Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-02-01T06:00:47Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
Development of a half-bridge boost rectifier integrated with a buck-boost DC-DC converter for UPS applications
title Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
spellingShingle Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
Silva, Eduardo da
Fonte de energia ininterrupta
Instalações elétricas
Correntes contínuas
Conversores de corrente elétrica
Máquinas elétricas
métodos de simulação
Engenharia elétrica
Uninterruptible power supply
Electric wiring
Electric currents, Direct
Electric current converters
Electric machinery
Simulation methods
Electric engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Engenharia Elétrica
title_short Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
title_full Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
title_fullStr Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
title_sort Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS
author Silva, Eduardo da
author_facet Silva, Eduardo da
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Badin, Alceu Andre
http://lattes.cnpq.br/8154562267050212
Badin, Alceu Andre
http://lattes.cnpq.br/8154562267050212
Cortez, Daniel Flores
http://lattes.cnpq.br/5050752890498527
Demonti, Rogers
http://lattes.cnpq.br/4145360000270118
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Eduardo da
dc.subject.por.fl_str_mv Fonte de energia ininterrupta
Instalações elétricas
Correntes contínuas
Conversores de corrente elétrica
Máquinas elétricas
métodos de simulação
Engenharia elétrica
Uninterruptible power supply
Electric wiring
Electric currents, Direct
Electric current converters
Electric machinery
Simulation methods
Electric engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Engenharia Elétrica
topic Fonte de energia ininterrupta
Instalações elétricas
Correntes contínuas
Conversores de corrente elétrica
Máquinas elétricas
métodos de simulação
Engenharia elétrica
Uninterruptible power supply
Electric wiring
Electric currents, Direct
Electric current converters
Electric machinery
Simulation methods
Electric engineering
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::CONTROLE DE PROCESSOS ELETRONICOS, RETROALIMENTACAO
Engenharia Elétrica
description Installations as data centers, diagnostic or life-support medical equipment, and air traffic control, are protected by an uninterruptible power supply or UPS to prevent fails in their operation by disturbances on electrical grid. This research work develops a converter that will compose a UPS system and, during the normal operation of the power grid, will operate as a Boost Half-Bridge voltage doubler rectifier and, in the grid fails, the battery bank will be the input source and the converter operates as a Buck-Boost DC-DC. The topology has a midpoint on the output bus connected to the grid neutral and the negative pole of the battery bank, making the converter naturally immune to common mode current, therefore, low electromagnetic noise emission. The processed power is 1kW and the operating frequency is 21.6kHz. The proposed structure is analyzed for the two modes of operation, AC-DC and DC-DC, for which they are presented: the operating principle, the mathematical analysis, the control modeling and the results obtained by simulation and also experimental results. As a result of the research project, the studied converter presents high efficiency for both input sources, besides low total harmonic distortion and unit power factor for AC input, validating its proposal and functionality.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-09-26
2020-01-31T18:24:34Z
2020-01-31T18:24:34Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA, Eduardo da. Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4672
identifier_str_mv SILVA, Eduardo da. Desenvolvimento de um retificador boost half-bridge integrado a um conversor CC-CC buck-boost para aplicações em UPS. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4672
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br
_version_ 1879057208896913408

Registros relacionados