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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: DESENVOLVIMENTO DE UM CONVERSOR CA/CC TRIFÁSICO NPC PARA O CARREGAMENTO OFF-BOARD DE VEÍCULOS ELÉTRICOS
Autor(es): ALLYSSON COUTINHO RIBEIRO
Primeiro orientador: MOACYR AURELIANO GOMES DE BRITO
Resumo: Este trabalho apresenta o estudo e a implementação computacional de um conversor NPC (Neutral Point Clamped) de três níveis com diodo de grampeamento, aplicado a um sistema de carregamento de veículos elétricos (VEs). O conversor NPC é amplamente utilizado em aplicações de alta potência e alta tensão, por oferecer maior eficiência e menores níveis de distorção harmônica, em comparação com conversores convencionais de dois níveis. Além disso, a estrutura também permite fluxo de potência bidirecional, uma característica fundamental para sistemas de carregamento veicular modernos, nos quais os VEs podem atuar tanto como carga quanto como fonte de energia (Vehicle-to-Grid - V2G), podendo contribuir para a estabilização da rede elétrica. Neste estudo, foi utilizada a técnica de controle dq0, um método baseado em variáveis síncronas, possibilitando um controle mais preciso da tensão e corrente no processo de conversão, garantindo operação eficiente do carregador. Para o controle da fase da rede elétrica, foi implementado o PLL (Phase-Locked Loop), permitindo o sincronismo adequado entre a tensão da rede e o conversor, assegurando uma conversão com fator de potência elevado. O controle dq0, junto com o PLL, proporciona uma melhor resposta dinâmica e estabilidade do sistema em condições de variação de carga. Os resultados da simulação mostram que a corrente alternada da rede apresentou DHT de 4,10%, abaixo do limite de 5% estabelecido pelas normativas do IEEE, evidenciando a eficácia do conversor NPC de três níveis na redução de distorções harmônicas. O sistema minimiza ondulações de corrente, melhora a qualidade de energia e viabiliza aplicações bidirecionais, como o fluxo de energia entre a rede e o veículo. O sistema analisado mostra-se promissor em aplicações de recarga de VEs, contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias mais sustentáveis e eficientes no setor de mobilidade elétrica.
Abstract: This work presents the study and implementation of a three-level NPC (Neutral Point Clamped) converter with clamping diode, applied to the charging system of electric vehicles (EVs). The NPC converter is widely used in high-power and high-voltage applications, as it offers higher efficiency and lower harmonic distortion levels, compared to conventional two-level converters.In addition, the three-level architecture allows bidirectional power flow, a fundamental feature for modern vehicle charging systems, in which EVs can act both as load and as power source (Vehicle-to-Grid, V2G), contributing to the stabilization of the electrical grid. In this study, the dq0 control technique with MATLAB/Simulink software was used, a method based on synchronous variables, enabling more precise control of voltage and current in the conversion process, ensuring efficient charger operation. To control the grid phase, the PLL (Phase-Locked Loop) was implemented, allowing adequate synchronization between the grid voltage and the converter, ensuring a stable and accurate conversion. The dq0 control, together with the PLL,provides a better dynamic response and system stability under load variation conditions. The simulation results show that the grid alternating current presented a THD of 4.10%, below the 5% limit established by IEEE standards, evidencing the effectiveness of the three-level NPC converter in reducing harmonic distortions. The system minimizes current ripples, improves the quality of energy delivered to the battery and enables bidirectional applications, such as the flow of energy between the grid and the vehicle. The proposed system shows promise in EV recharging applications, contributing to the development of more sustainable and efficient technologies in the electric mobility sector.
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/10705
Data do documento: 2024
Aparece nas coleções:Engenharia Elétrica - Bacharelado (FAENG)

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