Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-27Bitstream added on 2014-06-13T19:28:00Z : No. of bitstreams: 1 sampaio_lp_me_ilha.pdf: 1553174 bytes, checksum: 4a7ad1f1c4400135903509fd327b3112 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho propõe uma nova abordagem na metodologia de operação para o inversor Boost monofásico, como estrutura base para o aproveitamento de fontes alternativas e renováveis de energia elétrica. Considerando-se que equipamentos eletro/eletrônicos convencionais em CA (corrente alternada) necessitam, normalmente, de níveis e formato de tensão diferentes daqueles fornecidos por essas fontes de energia, o inversor proposto é uma estrutura integrada que tem a capacidade de operar como conversor elevador de tensão e inversor, apresentando um número reduzido de componentes e rendimento maior, quando comparado às formas tradicionais de se associar em cascata o conversor elevador com o inversor. O projeto convencional do inversor fonte de corrente (CSI) exige uma indutância elevada de entrada, além disso, o modelo a pequeno sinais do CSI é semelhante ao do conversor Boost no modo de condução contínua, apresentando um zero no semi-plano direito na função de transferência para o controle da tensão de saída, sendo que este zero causa o conhecido efeito de fase não-mínima. Desta forma, uma metodologia especial de projeto é apresentada resultando numa indutância Boost reduzida e numa técnica de controle utilizando um sistema multi-malhas, com alimentação direta, devidamente projetada de forma a possibilitar elevadas dinâmicas de transferência de energia. Adicionalmente, o inversor apresenta tensão de saída com reduzidas distorções harmônicas (DHT), número reduzido de componentes de potência e, consequentemente, elevada densidade de potência. Neste trabalho são apresentadas as análises qualitativa e quantitativa do inversor, a modelagem e técnica de controle proposta, metodologia de projeto, os principais resultados de simulação e experimentais com a finalidade de demonstrar a viabilidade de aplicação da proposta. / This work presents a new methodology for the operation and control of a single-phase current-source Boost Inverter, it is used as base structure for alternative and renewable electric energy sources. The electro/electronics devices normally require eletrical source in AC (alternate current) in different voltage levels and shapes those provided by the alternative and renewable electrical sources. The proposed inverter is an integrated structure able to operate as step-up DC-DC converter and inverter, it presents a reduced number of components, high efficiency when compared with the traditional technique of step-up and inverter for cascade association. The conventional design of current source inverter (CSI) require a large boost inductance, therefore, the small-signal model is similar to continuous-current-mode (CCM) Boost converter, which has a right-half-plane (RHP) zero in its control-to-output transfer function, and this RHP zero causes the well-known non-minimum-phase effects. In this context, a special design with small boost inductance and a multi-loop control is proposed in order to assure stability and very fast dynamics. Furthermore, the inverter presents output voltage with very low total harmonic distortion (THD), reduced number of components and high power density. In addition, this work presents the Boost CSI operation, the proposed control technique, the main simulation and experimental results in order to demonstrate the feasibility of the proposal.

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Falcondes Jose Mendes de Seixas / Banca: Denizar Cruz Martins / Resumo: Este trabalho propõe uma nova abordagem na metodologia de operação para o inversor Boost monofásico, como estrutura base para o aproveitamento de fontes alternativas e renováveis de energia elétrica. Considerando-se que equipamentos eletro/eletrônicos convencionais em CA (corrente alternada) necessitam, normalmente, de níveis e formato de tensão diferentes daqueles fornecidos por essas fontes de energia, o inversor proposto é uma estrutura integrada que tem a capacidade de operar como conversor elevador de tensão e inversor, apresentando um número reduzido de componentes e rendimento maior, quando comparado às formas tradicionais de se associar em cascata o conversor elevador com o inversor. O projeto convencional do inversor fonte de corrente (CSI) exige uma indutância elevada de entrada, além disso, o modelo a pequeno sinais do CSI é semelhante ao do conversor Boost no modo de condução contínua, apresentando um zero no semi-plano direito na função de transferência para o controle da tensão de saída, sendo que este zero causa o conhecido efeito de fase não-mínima. Desta forma, uma metodologia especial de projeto é apresentada resultando numa indutância Boost reduzida e numa técnica de controle utilizando um sistema multi-malhas, com alimentação direta, devidamente projetada de forma a possibilitar elevadas dinâmicas de transferência de energia. Adicionalmente, o inversor apresenta tensão de saída com reduzidas distorções harmônicas (DHT), número reduzido de componentes de potência e, consequentemente, elevada densidade de potência. Neste trabalho são apresentadas as análises qualitativa e quantitativa do inversor, a modelagem e técnica de controle proposta, metodologia de projeto, os principais resultados de simulação e experimentais com a finalidade de demonstrar a viabilidade de aplicação da proposta. / Abstract: This work presents a new methodology for the operation and control of a single-phase current-source Boost Inverter, it is used as base structure for alternative and renewable electric energy sources. The electro/electronics devices normally require eletrical source in AC (alternate current) in different voltage levels and shapes those provided by the alternative and renewable electrical sources. The proposed inverter is an integrated structure able to operate as step-up DC-DC converter and inverter, it presents a reduced number of components, high efficiency when compared with the traditional technique of step-up and inverter for cascade association. The conventional design of current source inverter (CSI) require a large boost inductance, therefore, the small-signal model is similar to continuous-current-mode (CCM) Boost converter, which has a right-half-plane (RHP) zero in its control-to-output transfer function, and this RHP zero causes the well-known non-minimum-phase effects. In this context, a special design with small boost inductance and a multi-loop control is proposed in order to assure stability and very fast dynamics. Furthermore, the inverter presents output voltage with very low total harmonic distortion (THD), reduced number of components and high power density. In addition, this work presents the Boost CSI operation, the proposed control technique, the main simulation and experimental results in order to demonstrate the feasibility of the proposal. / Mestre

La presente tesis tiene como propósito lograr un Modelo de Negocio de Implementación de Electrolineras en la ciudad de Lima que pueda ser efectuado por las distintas distribuidoras de Energía Eléctrica Renovable, para lo cual se demostró su viabilidad y rentabilidad. La coyuntura internacional está demostrando un creciente interés hacia la conservación del medio ambiente. Esta preocupación común de las sociedades del mundo viene originando, de la mano con la tecnología, proyectos de gran beneficio en materia ecológica, principalmente en el campo del electro movilidad. Nuestra ciudad viene siendo testigo de estos cambios con la reciente aparición de vehículos menores de motor eléctrico como motos, bicimotos y scooters. Sin embargo, la realidad del transporte limeño exige soluciones de mayor envergadura como la adopción de vehículos eléctricos para transporte público y privado. Esta tendencia que viene cobrando fuerza a nivel sudamericano ha despertado el interés del estado peruano, que viene implementando un marco normativo para impulsar el crecimiento del mercado de vehículos eléctricos y la infraestructura necesaria para su desempeño. En este contexto surge la necesidad de implementar puntos de abastecimiento de recargas eléctricas, denominadas comercialmente como electrolineras, que contribuya con el inminente cambio de transporte mundial en el que nuestra ciudad necesita incorporarse. Es menester nuestro, en el marco de la innovación que impulsa nuestra casa educativa, desarrollar una propuesta de negocio viable, ecológica y con miras al futuro que nos merecemos. / The purpose of this tesis is to propose an EV Charging Station Business Model in the city of Lima that can be implemented by any of the distributors of Renewable Electric Power, for which their viability and profitability would be demonstrated. The international situation is showing us a growing interest in environmental conservation. This common concern of the societies arround the world has originated, side by side with technology, projects of great benefit in ecological matters, mainly in the field of electro mobility. Our city has witnessed these changes with the recent entry of smaller electric motor vehicles such as motorcycles, bicycles and scooters. However, the reality of Lima transportation requires a better solution such as the adoption of electric vehicles for public and private transportation. This trend that has been gaining strength into South America, has aroused the interest of the Peruvian state, which has been implementing a regulatory normative to boost the growth of the electric vehicle market and the infrastructure necessary for its operation. In this context, there is a need to implement points of supply of electric recharges, commercially known as electrolineras, which contributes to the imminent change of world transport in which our city needs to be incorporated. For the previously exposed, we consider necessary, in this path of the innovation that our educational house is embrassing, to develop a viable and ecological business proposal according to the future that we deserve. / Trabajo de investigación