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Dissertação

{en_GB=Bidirectional Converter - to supply a Permanent Magnet Synchronous Machine} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Uma topologia de inversor inovadora, o inversor de fonte de impedância, foi apresentada recentemente com o objectivo de melhorar o desempenho e a segurança comparativamente com topologias tradicionais, o seu estudo é o principal assunto desta tese. As principais vantagens deste conversor são a característica buck-boost num único nível de conversão e a utilização activa do evento shoot-through sem danificar os dispositivos. O motor elétrico escolhido para integrar o sistema de propulsão é a máquina síncrona de ímanes permanentes, uma vez que apresenta características relevantes para aplicações automóveis. A estrutura do estator e rotor são apresentadas e derivadas as condições de regime permanente. O controlador projectado é baseado no método de controlo por orientação de campo. O sistema foi agregado com os modelos dos diversos componentes no Simulink. Quatro testes distintos foram criados para avaliar o desempenho: aceleração, travagem, mudança de torque de carga e ciclo completo. O sistema de propulsão eléctrico foi capaz de produzir o nível de torque necessário para seguir a velocidade pretendida em cada teste, quer no modo de motor quer em modo de generador. A travagem regenerativa foi alcançada através do inversor bidirecional de fonte de impedância e parte da energia cinética é recuperada para a fonte. Estas simulações contribuem para demonstrar a viabilidade deste tipo de inversor para integrar futuros sistemas de propulsão e a atractividade dos seus atributos para veículos elétricos. No entanto, futuro desenvolvimento e pesquisa são necessários., en=Exhaust gases from combustion engines contribute to the greenhouse effect, hence car manufacturers are developing new electrical drives. Several technologies currently employed are reviewed in this work. An innovative inverter topology, the Z-source inverter (ZSI), was presented recently aiming to improve performance and safety compared to conventional ones and its analysis is the main subject of this thesis. The advantages of this converter type are buck-boost capability in a single conversion stage and actively using the shoot-through event without damaging the devices. A theoretical study about operation modes, components ratings and dynamic inverter response follows. The chosen motor to integrate the drive is the permanent-magnets synchronous machine because of its relevant characteristics for automotive applications. Stator and rotor architectures are presented and the steady-state conditions derived. The designed closed-loop controller is based on a modified field-oriented control technique. A system was assembled in Simulink with all the device’s models. Four distinct tests were drawn to evaluate the complete system performance: acceleration, braking, load torque and complete cycle tests. The designed electric drive was able to produce the necessary torque to follow the desired reference speed in each test, both operating in motor and generator modes. Regenerative braking is achieved employing the bidirectional ZSI and part of the kinetic energy is fed back to the source. These simulations demonstrate that the ZSI is a viable option to integrate future drive designs and its attributes are attractive for electric vehicles. Nevertheless, further research and developments are needed.}
Keywords: {pt=Veículo Elétrico, Inversor Bidirecional Fonte de Impedância, Máquina Síncrona de Ímanes Permanentes, Controlo por Orientação de Campo, Sistema de Propulsão Elétrico, en=Electric Vehicle, Bidirectional Z-Source Inverter, Permanent-Magnet Synchronous Machine, Field-Oriented Control, Electric Drive}

Discussão: setembro 25, 2017, 8:0