Dissertação

{en_GB=Energy Management and Control in Hybrid Aircraft with Energy Storage} {} EVALUATED

{pt=A aviação é um dos setores de transportes que mais contribui para a emissão dos gases responsáveis pelo efeito de estufa. Dada a crescente preocupação e consciencialização para esta temática, tendo em vista a redução das emissões de tais gases poluentes, a mudança de paradigma para uma propulsão de aeronaves totalmente elétrica ou híbrida é vista como sendo uma contribuição para a minimização das emissõs. Deste modo, a presente tese tem como objetivo desenvolver uma arquitetura de conversão comutada de energia para aeronaves de propulsão híbrida elétrica, nomeadamente os seus conversores eletrónicos comutados, controladores e estratégia de gestão energética para ser implementada em aeronaves leves de curto alcance. Os conversores eletrónicos projetados são retificadores trifásicos de fator de potência unitário, inversores trifásicos para os motores elétricos de propulsão e um conversor DC/DC reversível para interligação do barramento de tensão contínua a um sistema de armazenamento de energia, baseado em baterias de iões de lítio. Os conversores da tipologia de conversão de energia desenvolvida e os seus respetivos controladores foram implementados e testados no software MATLAB/Simulink. De forma a testar a viabilidade da topologia desenvolvida e a correta operação dos conversores eletrónicos e controladores foram testadas em simulação várias fases de voo., en=Aviation is one of the transportation sectors which contributes the most for the greenhouse gases emissions. Given the growing awareness for this topic and in view of a reduction in the emissions of such gases, the shift to all-electric/hybrid aircraft propulsion is viewed as a contribution to solve this problem. Thus, this thesis aims to develop a switched conversion architecture for aircraft energy storage, namely its power converters and controllers as well as power management strategy to be implemented in light and short range aircraft. The power controllers designed are unit power factor three phase rectifiers, three phase inverters for electric motors propulsion, reversible DC/DC converter to connect the DC bus to the energy storage system, which is based on lithium-ion batteries. The topology's power converters and its respective controllers were implemented and tested in the MATLAB/Simulink software. In order to test the topology viability and correct operation of its power converters and controllers, several flight scenarios were simulated. }
{pt=Eletrónica de Potência, Arquitetura híbrida, Aeronaves, Gestão energética, Controlo., en=Power Electronics, Hybrid architecture, Aircraft, Power management, Control.}

Novembro 19, 2019, 11:0

Orientação

ORIENTADOR

José Fernando Alves da Silva

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático