Desenvolvimento de uma carga eletrônica c.c. regenerativa para ensaio de bancos de baterias

• Main Author: Douglas Alexandre Fernandes Pedroso
• Other Authors: Porfirio Cabaleiro Cortizo
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2010
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CSF8Z

=== Tests of electronic converters, voltage sources and batteries are commonly accomplished in resistive commuted loads or in no-regenerative electronic loads and all the energy of the tests is wasted. Although there are several solutions of electronic loads available, that they allow several operation modes and dynamic tests, but few of them are regenerative. This work proposes a d.c. regenerative electronic load that makes possible the control of the discharge test process in batteries and regenerates the energy to the a.c. grid. The electronic load can also be applied in tests of the d.c. voltage sources. The proposed load has two converters, making possible reduction of losses in relation to the three converters loads, and works in constant current operation mode, controlling the current drained from the tested device. The d.c. regenerative electronic load prototype proposed has a power of 635W. The electronic load has at the input stage a current fed Push-Pull converter which elevates the voltage and adds electric isolation. A full bridge monophase inverter at the output stage provides a sinusoidal current waveform with high power factor to the a.c. grid. Experiments showed good dynamic answer in the current control provided to a.c. grid and also was possible provide a sinusoidal current waveform even under harmonic polluted voltage sources, due to the employment of a PLL. In the experimental results on the output stage, losses of about 5% of the drained power were obtained. By including the input stage, the losses will increase about 10%. This regenerative load presents two main advantages to the industrial sector. First, it allows energy saving and second the possibility of controlled and dynamic tests. === Testes em conversores eletrônicos, fontes de tensão e de baterias são comumente realizados em cargas resistivas comutadas ou em cargas eletrônicas não-regenerativas e toda a energia dos testes é desperdiçada. Embora no mercado existam muitas soluções de cargas eletrônicas, que permitam vários modos de operação e testes dinâmicos, poucas são regenerativas. Esse trabalho propõe uma carga eletrônica regenerativa c.c. com a principal finalidade de proporcionar controle no processo de testes de descarga em baterias, devolvendo a energia para a rede c.a.. A carga eletrônica proposta também pode ser utilizada em teste de fontes de tensão contínua. O objetivo é construir um protótipo de carga eletrônica de 635W com dois estágios de conversores, possibilitando redução de perdas em relação aos conversores de três estágios, e que possibilite o teste dinâmico em corrente constante. No modo de operação de corrente constante, é possível realizar o controle da corrente drenada do equipamento durante os testes. Foi utilizado conversor Push-Pull em corrente, no estágio de entrada. Este conversor eleva a tensão e adiciona isolamento elétrico entre entrada e saída. Um inversor monofásico em ponte completa foi utilizado como estágio de saída, permitindo o fornecimento de uma corrente senoidal com alto fator de potência à rede c.a.. Os resultados experimentais apresentaram boa resposta dinâmica no controle da corrente entregue à rede. Foi possível também, a entrega de uma corrente senoidal, mesmo sob tensões da rede sob influência de harmônicos, devido ao emprego de uma PLL. Na montagem realizada, as perdas nos conversores representaram pouco mais de 5% da potência total. Montando-se o estágio de entrada, este percentual se elevará para cerca de 11%, atingindo uma eficiência de 89%. Conclui-se que cargas eletrônicas regenerativas são uma excelente alternativa para indústrias que recorrem aos testes controlados, dinâmicos e ambientalmente corretos, pois permitem controle nos testes e economia devido à capacidade de regeneração.