Dissertação

Compact Three-Phase SiC Inverter for the IST Formula Student Prototype EVALUATED

Esta tese tem como objectivo o desenvolvimento de um protótipo de inversor trifásico, circuitos de comando e instrumentação, usando novas tecnologias de semicondutores disponíveis no mercado, para utilização num veículo elétrico de competição da equipa de Formula Student do IST. É igualmente desenvolvida a fundamentação teórica e são desenvolvidos procedimentos experimentas para a obtenção de estimações das perdas de semicondutores. Retrata-se, numa fase inicial, o estado da arte do desenvolvimento dos semicondutores wide bandgap para utilização em conversores de potência, tendo sido escolhidos dois dispositivos promissores, MOSFET de Carbeto de Silício e HEMT de Nitreto de Gálio, de dois fabricantes líderes na produção destes dispositivos, sobre os quais se realizaram diversos testes experimentais. Foram selecionados os MOSFETs e Diodos de Schottky de Carbeto de Silício que, após avaliação, se consideram melhor adequar à utilização em inversores para motorização de veículos de corrida. Pela via experimental foram caracterizadas as perdas de comutação e de condução em ambos os dispositivos escolhidos em montagens inversoras. Os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com valores obtidos por simulação recorrendo a modelos SPICE disponibilizados pelos fabricantes. Adicionalmente os dados experimentais foram utilizados para a formulação de novos modelos que permitem determinar as perdas em regime dinâmico, indo assim, ao encontro das necessidades reais de operação do protótipo de Formula Student. No decurso da tese, o funcionamento do protótipo do inversor foi testado usando uma carga indutiva e um motor trifásico, tendo o mesmo evidenciado resultados vantajosos tanto em eficiência como em densidade de potência.
Inversor, Wide Bandgap, SiC MOSFET, GaN HEMT, Formula Student

Novembro 23, 2018, 14:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

José Fernando Alves da Silva

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático