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Abstract:
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Com o crescimento da utilização de fontes renováveis de energia nos últimos anos, a fim de diminuir o impacto ambiental, as microrredes têm se tornado essenciais ao sistema elétrico. Elas se caracterizam por serem redes elétricas locais que podem operar conectadas ou desconectadas da rede principal. Tendo em vista sua importância para as microrredes, foi escolhido estudar e caracterizar um conversor Buck-Boost. Eles desempenham um papel fundamental na gestão da energia dentro das microrredes híbridas. São capazes de ajustar a tensão de entrada para níveis de tensão desejados, seja atuando de forma a aumentar a tensão(boost) ou diminuí-la (buck), de acordo com as necessidades do sistema. Inicialmente foi realizado um detalhado estudo a respeito de conversores Buck, Boost e Buck- Boost do livro: 'Eletrônica de Potência - análise e projetos de circuitos', do autor Daniel W. Hart. Após isso, foram feitas simulações do conversor Buck-Boost no software Psim. Para os parâmetros desse circuito, foram utilizados os seguintes valores. Ventrada = 30V, R = 2Ω, L = 300μH, C = 240μF, f = 5kHz. Quando utilizado um gerador de onda com amplitude 0.5 e uma tensão de entrada de 30V no conversor, foi obtida uma tensão também de 30V na saída (ganho zero). Ao mudar a amplitude para 0.75 , foi obtida uma saída de 70V (2.3 de ganho). Por último, com uma amplitude de 0.25 no gerador de onda, foi obtida uma tensão de saída de 10V (0.33 de ganho). Com as simulações concluídas, foi realizada a confecção fisíca desse Buck-Boost, com a montagem do circuito na placa de prototipação. Na segunda parte do projeto, foi estudado um circuito fornecido pelo orientador Luiz Fernando Arruda. Para as análises, foram realizadas simulações nos softwares Psim, LTSpyce, Kicad e Tinkercad. Por fim, o circuito foi montado fisicamente na placa de prototipação. Tal circuito foi modelado para que fosse capaz de receber a tensão alternada da rede elétrica e transformá-la em uma tensão somente positiva e com amplitude reduzida, através de um offset. No circuito auxiliar, temos uma tensão de entrada de 15V e através de um divisor de tensão, ela é reduzida para 7.5V. Esta será a entrada no amplificador operacional, que repetirá a tensão para sua saída. Novamente, com o uso de um divisor de tensão, temos uma redução para 1.65V. Sua saída será ligada ao circuito principal. No circuito principal foi utilizado um gerador de função para entregar uma tensão de 20V na entrada. Tal escolha foi para fins didáticos, a fim de simular o comportamento da rede elétrica (220V). Através da tensão recebida do circuito auxiliar, a entrada do amplificador operacional será de 1.65V de valor médio e amplitude de 1.1V. Como resultado, sua saída terá uma amplitude de 2.2V com valores máximo e mínimo de 2.8V e 0.6V, respectivamente. Como resultado, foi possível simular com êxito uma tensão de entrada elevada (tensão da rede elétrica) e uma redução em sua amplitude até atingir parâmetros aceitáveis para um microcontrolador. |
