Publicação: Projeto, implementação e análise de desempenho de um conversor SEPIC sem diodos de retificação como estágio pré-regulador em sistemas de distribuição em corrente contínua no contexto MEA - More Electric Aircrafts
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS
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Lima, Gustavo Brito de
Resumo
Este trabalho apresenta a proposta de aplicação do conversor SEPIC sem diodos de retificação no contexto MEA – More Electric Aircrafts por meio do fornecimento do seu projeto, da sua implementação e de sua análise de desempenho como estágio pré-regulador em sistemas de distribuição em corrente contínua considerando as características dos sistemas elétricos CA-CC associados à referida aplicação. Os sistemas de controle e de sensoriamento do conversor são simplificados devido à aplicação do modo de condução descontínuo, que por sua vez apresenta ampla faixa de utilização quando relacionado ao conversor SEPIC, o que é interessante para o campo da eletrificação de aeronaves. Já a configuração sem diodos de retificação (ou bridgeless) permite, em relação ao SEPIC tradicional, um melhor rendimento devido à redução do número de diodos em condução. Para que as vantagens desse retificador sejam evidenciadas, diversas topologias do conversor CA-CC SEPIC bridgeless serão previamente comparadas, sendo que um conversor pré-selecionado terá seu projeto, simulação e protótipo de 500 W realizados para validação de sua eficácia na aplicação proposta. A viabilidade desta estrutura é também comprovada através da comparação de seus resultados experimentais com aqueles provenientes do protótipo da versão monofásica de uma topologia Cuk recentemente publicada para aeronaves mais elétricas.
Abstract
This work presents the application proposition of the bridgeless SEPIC converter in the More Electric Aircraft context by means of the providing of its design, implementation and result analysis as power factor pre regulator in HVDC power distribution systems considering the aircrafts’s AC-DC systems features. The converter’s control and sensing systems are simplified with the use of discontinuous conduction mode, which in turn presents wide application range when it is associated with SEPIC converter, which is advantageous for aircraft electrification area. The bridgeless configuration, in turn, allows a better efficiency when it is compared with the traditional SEPIC arrangement because of the conducting diodes reduction. In order to emphasize the advantages of the proposed rectifier, several AC-DC bridgeless SEPIC topologies are compared beforehand and a shortlisted converter is designed, simulated and prototyped considering a load of 500 W for performance validation in the evaluated application. In addition, the feasibility of the presented topology is demonstrated via comparison of its experimental results with the Cuk topology’s results that was recently published for More Electric Aircraft.
Palavras-chave
Aeronaves Mais Elétricas, More Electric Aircraft, CA-CC, AC-DC, Correção do Fator de Potência, Power Factor Correction, Modo de Condução Descontínuo, Discontinuous Conduction Mode, SEPIC, SEPIC
Citação
NEVES, Thiago Gotlib. Projeto, implementação e análise de desempenho de um conversor SEPIC sem diodos de retificação como estágio pré-regulador em sistemas de distribuição em corrente contínua no contexto MEA – More Electric Aircrafts. 2022. 109 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.5044.
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