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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-06012020-114159
Document
Author
Full name
Felipe Yoshimatsu Abe
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Matakas Junior, Lourenço (President)
Monteiro, José Roberto Boffino de Almeida
Teixeira, Julio Carlos
Title in Portuguese
Controle de conversores para aproveitamento de energia das ondas oceânicas.
Keywords in Portuguese
Eletrônica de potência
Energia marémotriz
Geração de energia por ondas do mar
Ondas (Oceanografia)
Abstract in Portuguese
Este trabalho tem como objetivo explorar as técnicas de controle dos conversores MSC - Machine Side Converter e GSC - Grid Side Converter para geração de energia a partir das ondas do mar por meio de geradores lineares diretamente acoplados. O tipo de gerador utilizado nas análises é linear, com ímãs permanentes e com núcleo de ar no transladador. Realiza-se a modelagem das diversas partes que constituem o sistema de geração. Essas partes são divididas em: comportamento hidrodinâmico, máquina elétrica, otimização da potência gerada, controle do conversor MSC e controle do conversor GSC. A partir da modelagem os sistemas de geração são simulados no programa PSIM. Constatou-se que o gerador utilizado nas análises é pouco explorado na literatura e tem como principal característica uma resistência série elevada e consequentemente perdas elevadas. Para que os conversores pudessem ser aplicados a esse gerador, desenvolveram-se equacionamentos novos para maximizar a potência gerada. Inclui-se nesta análise o funcionamento do MSC com base em ponte retificadora a diodos. Abordam-se os problemas relacionados com o controle do GSC devido à oscilação de potência natural das ondas do mar. Para sanar esses problemas propõem-se novos métodos de controle. A fim de validar um dos métodos de controle propostos constrói-se uma plataforma de testes composta por um acionamento e mecânico e circuito conversor de potência associados ao gerador linear cuja construção resultou de trabalho desenvolvido anteriormente no Laboratório de Máquinas Elétricas da USP.
Title in English
Wave energy generation converter's control.
Keywords in English
Direct drive generator
Grid side converter
Instantaneous power
Linear generator
Machine side converter
Wave energy generation
Abstract in English
This work aims to study the techniques used to control the MSC - Machine Side Converter and GSC - Grid Side Converter for wave energy generation by direct drive linear generators. The generator used in this analysis is linear, with permanent magnets and with an air cored translator. The modeling of the many parts that constitutes the generation system is performed. These parts are divided into: hydrodynamic behavior, electrical machine, power generation optimization, MSC converter control and GSC converter control. The complete modeling allows building simulation models in the software PSIM. It was found that the generator used on the analysis is little explored on the literature and its main characteristic are the high series resistance and hence high ohmic losses. A new theoretical development was necessary to maximize the generated power. A three-phase bridge rectifier was applied to this case. Problems related with the GSC converter due to the oscillation in the generated power are addressed. To solve these problems a new control method is proposed. In order to validate the control a testing platform is build. This platform is composed by a mechanical drive system and a power conversion circuit connected with a linear generator. The linear generator was built in a previous work developed by the Laboratório de Máquinas Elétricas da USP.
 
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Publishing Date
2020-01-07
 
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