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dc.creatorMelo, Gabriel Antônio Martins Pereira de-
dc.date.accessioned2020-11-03T11:33:33Z-
dc.date.available2020-11-03T11:33:33Z-
dc.date.issued2020-09-28-
dc.identifier.citationMELO, Gabriel Antônio Martins Pereira de. Estudo e desenvolvimento da estratégia de controle de um gerador elétrico acionado por motor a pistão livre. 2020. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.608pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30251-
dc.description.abstractThe use of alternative energy sources is a important aim of the society and its scientific community. In the national scenario, the growing studies on this subject have as objective not only increasing the availability of electricity in the country, but also increase of Brazilian energy security. In this context, the technology of linear generators driven by free piston engine emerges as a viable solution. Within the scope of a great research project on linear generators, it is necessary the design of the closed loop movement control system of the linor, which could be comprehended as the planification of the rotor speed on rotative engines. The developed control strategy aimed to maximize the efficiency of the assembly, making the operation of the machine more stable and tolerant to variations up to 12,5% in the combustion force imposed by the burning of the gases used as fuel. Techniques and control strategies based on linor position were designed, which defines its maximum displacement controlling the variation of the current induced in the generator coils. The semi-active control technique based on PID and its variations was studied, in which the force of control does not actuate directly over the disturbance and by which the effectiveness of the control was demonstrated via the changing of the electrical charge associated with the generator. Besides, the techniques based on the switching of power semiconductors were studied, which also acted changing the electrical charge perceived by the generator. The action of these semiconductors was explored in the DC-DC conversion topologies, buck and boost models. The control of the linor movement made from the changing of the electrical charge associated with the generator demonstrated greater reliability and stability when the DC-DC converter boost model was applied. All the studied control techniques were evaluated according to the accuracy in the control of the state variables, the control effort and the robustness face to the non-uniform characteristic of the excitation force. From the scientific point of view, as already mentioned, the use of linear generators still requiring studies, capable to overcome the technological challenges encountered.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMotor Linearpt_BR
dc.subjectLinear Enginept_BR
dc.subjectMoto-Gerador a Pistão Livrept_BR
dc.subjectFree Piston Engine Generatorpt_BR
dc.subjectControle Semiativopt_BR
dc.subjectSemi-active Controlpt_BR
dc.subjectConversores DC-DCpt_BR
dc.subjectDC-DC Converterspt_BR
dc.subjectAlgoritmo P&O.pt_BR
dc.subjectP&O Algorithm.pt_BR
dc.titleEstudo e desenvolvimento da estratégia de controle de um gerador elétrico acionado por motor a pistão livrept_BR
dc.title.alternativeStudy and development of the control strategy of an electric generator driven by a free piston enginept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Carvalho, Daniel Pereira de-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6913144515674244pt_BR
dc.contributor.advisor1Santos, Marcelo Braga dos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4411235950329370pt_BR
dc.contributor.referee1Carvalho, Solidônio Rodrigues de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8943889945992814pt_BR
dc.contributor.referee2Cunha Júnior, Sebastião Simões da-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5136468097738470pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8817082419388328pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoA utilização de fontes de energia alternativas é uma preocupação constante da sociedade e da comunidade científica mundial. No cenário nacional, os crescentes estudos a respeito do tema possuem como objetivo não somente o aumento da disponibilidade de energia elétrica no país, como também o aumento da segurança energética brasileira. Neste âmbito, a tecnologia dos geradores lineares acionados por motor a pistão livre tem se mostrado promissora. No âmbito dos projetos de pesquisa sobre geradores lineares se faz necessária a evolução dos trabalhos através do projeto do sistema de controle de movimento, em malha fechada, do componente móvel linor, que pode ser compreendido como a planificação do rotor nos motores rotativos. A estratégia de controle desenvolvida visou maximizar a eficiência do conjunto, tornando o funcionamento da máquina mais estável e tolerante frente a variações de até 12,5% na força de combustão imposta pela queima dos gases utilizados como combustível. Foram projetadas técnicas e estratégias de controle baseadas no posicionamento do linor, que definiram seu máximo deslocamento a partir da variação da corrente induzida nas bobinas do gerador. Foi estudada a técnica de controle semiativo baseada em PID e suas variações, na qual a força de controle não atua diretamente sobre a perturbação e pela qual foi demonstrada a efetividade do controle via alteração da carga elétrica associada ao gerador. Além disso foram estudadas as técnicas de controle baseadas no chaveamento de semicondutores de potência, que também atuaram na alteração da carga elétrica. A ação destes semicondutores foi explorada nas topologias de conversão DC-DC, modelos buck e boost. O controle do movimento do linor realizado a partir da alteração da carga elétrica associada ao gerador demonstrou maior confiabilidade e estabilidade quando aplicado o conversor DC-DC modelo boost. Todas as técnicas de controle acima mencionadas foram avaliadas segundo a precisão no controle das variáveis de estado, o esforço de controle e a robustez frente ao caráter não uniforme da força de excitação. Do ponto de vista científico, conforme já citado, o controle de movimento do linor dos geradores elétricos lineares ainda demanda grandes estudos que sejam capazes de superar os desafios tecnológicos encontrados. Esta demanda permite estimar que a contribuição da dissertação será útil à área.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration88pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::CONTROLE DE SISTEMAS MECANICOSpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.608pt_BR
dc.crossref.doibatchid2af61bd1-0514-4bcf-8db5-3fdac02baf28-
dc.subject.autorizadoEnergia - Fontes alternativaspt_BR
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