Plataforma de prototipagem rápida de hardware e software aplicada a projetos de conversores eletrônicos de potência

dc.contributor.advisorRocha, Thiago de Oliveira Alves
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9751-8321pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0526030044370008pt_BR
dc.contributor.authorMartins, Matheus Prado Galli
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2704588987315636pt_BR
dc.contributor.referees1Soares, Antonio Wallace Antunes
dc.contributor.referees2Costa, Flávio Bezerra
dc.contributor.referees3Oliveira, José Alberto Nicolau de
dc.date.accessioned2024-12-09T23:57:32Z
dc.date.available2024-12-09T23:57:32Z
dc.date.issued2024-10-11
dc.description.abstractPower Electronic Converters (PECs) offer high capacity for efficient control of electrical energy flow. Until the 1990s, the main application of this technology was to drive industrial motors and efficient power supplies, such as rectifiers, choppers or even inverters. Nowadays, in addition to conventional use, converters are used in a wide range of low, medium and high power applications, including residential applications, centralized renewable energy generation, distributed generation and electric vehicles. The complexity and great variability of the new PEC topologies make it mandatory to use Digital Signal Processors (DSPs), microcontrollers and FPGAs (Field Programmable Gate Array) to implement digital control. In universities and industries, these new control strategies for PECs are developed and can be tested through the use of HIL (Hardware-in-the-Loop) platforms with a RCP (Rapid Control Prototyping) software environment. High investments are required for these commercial solutions, which generally use proprietary technology. In addition, and also a very relevant aspect, it is a project-oriented teaching methodology used in universities to develop instructional skills for engineers, technicians and enthusiasts who develop new solutions and R&D strategies. In this sense, this work proposes the implementation of a RPM Rapid Prototyping Platform for the implementation of PEC prototypes, which consists of a Main Cabinet, equipped with Rapid Prototyping Modules (RPM) that are a functional improvement of existing solutions that focus on RCP and do not allow hardware changes and development. This is an affordable solution for students and professionals who use and operate PECs to build their projects using hardware and software design techniques, as well as implementation tools using the DIY concept. The design of a boost converter is presented, as well as its implementation in a simulation and experimental environment via RPP.pt_BR
dc.description.resumoOs Conversores Eletrônicos de Potência CEPs oferecem alta capacidade de controle eficiente do fluxo de energia elétrica. Até a década de 1990, a principal aplicação dessa tecnologia era acionar motores industriais e fontes de alimentação convencionais, como retificadores, choppers ou mesmo inversores. Hoje em dia, além do uso convencional, os conversores são empregados em uma ampla gama de aplicações de baixa, média e alta potência, incluindo aplicações residenciais, geração centralizada de energia renovável, geração distribuída e veículos elétricos. A complexidade e a grande variabilidade das novas topologias dos CEPs tornam obrigatório o uso de Processadores de Sinais Digitais (DSPs), microcontroladores ou FPGAs (do inglês, Field Programmable Gate Array) para implementar o controle digital. Nas universidades e nas indústrias, essas novas estratégias de controle para CEPs são desenvolvidas e podem ser testadas por meio do uso de plataformas HIL (do inglês, Hardware-in-the-Loop) com um ambiente de software RCP (do inglês, Rapid Control Prototyping). São necessários altos investimentos para essas soluções comerciais, que geralmente utilizam tecnologia de marca registrada. Além disso, e também um aspecto muito relevante, é a metodologia de ensino orientada a projetos utilizada nas universidades para desenvolver as competências necessárias para engenheiros, técnicos e entusiastas que desenvolvem novas soluções e estratégias de Pesquisa e Desenvolvimento P&D. Neste sentido, nesse trabalho é proposta a implementação de uma Plataforma de Prototipagem Rápida PPR para implementação de protótipos de CEPs, que consiste em um Gabinete Principal, equipado com Módulos de Prototipagem Rápida MPR que são uma melhoria funcional das soluções existentes que focam na prototipagem rápida de software e não permite alterações e desenvolvimento de hardware. Esta é uma solução acessível em termos de custo para que estudantes e profissionais que utilizam e operam CEPs possam construir seus projetos utilizando técnicas de design de hardware e software, bem como ferramentas de implementação utilizando o conceito DIY (do inglês, Do It Yourself). O projeto de um conversor boost é apresentado para validar a PPR, assim como a sua implementação em ambiente de simulação e experimental.pt_BR
dc.identifier.citationMARTINS, Matheus Prado Galli. Plataforma de prototipagem rápida de hardware e software aplicada a projetos de conversores eletrônicos de potência. Orientador: Dr. Thiago de Oliveira Alves Rocha. 2024. 86f. Dissertação (Mestrado Profissional em Energia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60807
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA ELÉTRICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectConversores eletrônicos de potênciapt_BR
dc.subjectPlataforma de prototipagem rápidapt_BR
dc.subjectMódulo de prototipagem rápidapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.titlePlataforma de prototipagem rápida de hardware e software aplicada a projetos de conversores eletrônicos de potênciapt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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