https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19776| File | Description | Size | Format | |
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| danielmirandaesther.pdf | PDF/A | 10.01 MB | Adobe PDF | View/Open |
| Type: | Dissertação |
| Title: | Modelagem detalhada de conjunto elétrico, parte do motor híbrido-elétrico para um drone de asa fixa |
| Author: | Esther, Daniel Miranda |
| First Advisor: | Maldonado, Manuel Arturo Rendón |
| Referee Member: | Pomilio, José Antenor |
| Referee Member: | Almeida, Pedro Santos |
| Resumo: | Considerando o impacto da aviação no cenário ambiental global, em particular quanto às emissões poluentes, fica evidenciada a necessidade de buscar tecnologias de propulsão mais eficientes e com menor impacto ambiental. Visando contribuir nesse âmbito, há muitas frentes de pesquisa dedicadas a substituir os atuais sistemas propulsivos. Uma tecnologia promissora que faz parte dessas frentes é a propulsão híbrido-elétrica (Roboam, 2023). Como os trens de força híbridos são compostos por vários subsistemas, faz-se valioso o emprego de ferramentas de simulação robustas, para com elas projetar e dimensionar cada componente. Nesse contexto, foi realizado em Rendón et al. (2024) um estudo de um trem de força híbrido-elétrico para ser empregado em um drone de asa fixa de fabricação brasileira, de nome Atobá (Stella Tecnologia, 2022). O presente trabalho tem como objetivo dimensionar, modelar e simular o subsistema eletro-eletrônico de tal trem de força. Devido às características da aeronave foi escolhida a topologia série para o conjunto híbrido. Foram dimensionados os principais componentes elétricos, e os valores ajustados com dispositivos reais do mercado. Foi realizada a sintonia das leis de controle das malhas envolvidas. Os componentes do sistema elétrico foram modelados em MATLAB®/Simulink® e as malhas de controle projetadas foram testadas. Em seguida foram feitas simulações para diversas condições de potência, desde zero até a potência nominal de cada conjunto, e foram obtidos os rendimentos de cada componente em função da potência demandada. A partir dos resultados numéricos de regime permanente foram obtidas equações polinomiais que descrevem essas relações de rendimento vs potência. Esses resultados serão posteriormente utilizados no estudo de eficiência energética do sistema híbrido completo, seguindo a metodologia AHEAD (Rendón et al., 2025). |
| Abstract: | Considering the impact of aviation on the global environmental landscape, especially regarding pollutant emissions, the need for more efficient propulsion technologies with a lower environmental impact is evident. Aiming to contribute to this, there are many research fronts dedicated to replacing current propulsion systems. One promising technology that is part of these fronts is hybrid-electric propulsion (Roboam, 2023). Since hybrid powertrains are composed of several subsystems, the use of robust simulation tools is valuable for designing and sizing each component. In this context, a study was conducted in Rendón et al. (2024) of a hybrid-electric powertrain to be used in a Brazilian-made fixed-wing drone, named Atobá (Stella Tecnologia, 2022). Present work aims to size, model, and simulate the electro-electronic subsystem of such a powertrain. Due to the aircraft’s characteristics, a series topology was chosen for the hybrid assembly. The main electrical components were sized, and their values were adjusted using real market devices. The control laws for the loops involved were then tuned. The electrical system components were modeled in MATLAB®/Simulink®, and the designed control loops were tested. Simulations were then performed for various power conditions, from zero to the nominal power of each set, and the efficiencies of each component were obtained as a function of the power demand. From the steady-state numerical results, polynomial equations that describe these efficiency-power relationships were obtained. These results will later be used in the energy efficiency study of the complete hybrid system, following the AHEAD methodology (Rendón et al., 2025). |
| Keywords: | Propulsão híbrido-elétrica Conversores eletrônicos de potência Modelagem Motor híbrido-elétrico para aeronaves Controle a malha fechada Hybrid-electric propulsion Power electronic converters Modeling Hybridelectric motor for aircraft Cosed loop control |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Institution Initials: | UFJF |
| Department: | Faculdade de Engenharia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
| Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
| Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19776 |
| Issue Date: | 18-Sep-2025 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações) |
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