Modelagem híbrida de um sistema de regeneração de energia de frenagem em locomotivas diesel-elétricas

dc.contributor.advisor-co1Salles, José Leandro Felix
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3417-6544
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/1368496315730875
dc.contributor.advisor1Santos, Walbermark Marques dos
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000298716028
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5558697161842579
dc.contributor.authorAmorim, Junio Cézar de
dc.contributor.authorLatteshttps://lattes.cnpq.br/6386257015895605
dc.contributor.referee1Antunes, Helio Marcos Andre
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-8247-6448
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/7601860538588447
dc.contributor.referee2Fardin, Jussara Farias
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4785-556X
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/1912113095988528
dc.contributor.referee3Silva, Danilo de Paula e
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5800-1418
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/9470331518728833
dc.date.accessioned2024-05-30T00:48:53Z
dc.date.available2024-05-30T00:48:53Z
dc.date.issued2020-12-29
dc.description.abstractOne of the most efficient and safe means of transport is rail transport. In Brazil, they diesel electric locomotive are used in the vast majority of railroads, where a diesel engine provides kinetic energy for an electric generator that powers the traction engines. In this work, a study is carried out on the regeneration of the energy produced by the locomotive traction motors in braking for supply its auxiliary loads, such as air conditioning, air compressor, fans and blowers. This work proposes the study of the fleet of locomotives model BB40-9MW of a brazilian railroad. At work, the regeneration system is modeled as a hybrid system, which consists of differential equations, or equations for differences and logical equations. Such models were simulated with the aid of the Hysdel toolbox of the computational tool Matlab. The loads, the traction motors as generators and three different types of accumulators were modeled, the first being formed by batteries and supercapacitors, the second formed exclusively by supercapacitors and the third formed exclusively by batteries. With the real data stored by the locomotive event recorder for the energy produced in the braking and, from the models, the best configuration of accumulators for energy regeneration was determined. It is concluded in this work that for the railway under study, evaluating the results of the three configurations of accumulators proposed, the accumulator formed exclusively by batteries presented the best result. However, this conclusion may not be valid for other railways, especially for those with an average braking time of less than 60 seconds, it is probably more appropriate in this case to use the accumulator formed exclusively by supercapacitors. For a railroad whose average braking time is close to 60 seconds, the accumulator configuration formed by batteries and supercapacitors can be a good option, requiring an in-depth assessment. If the number of batteries and supercapacitors in the accumulators is changed, a new evaluation will be necessary, simulating the system with the new configuration.
dc.description.resumoUm dos meios de transporte mais eficiente e seguro é o transporte ferroviário. No Brasil, são utilizadas na grande maioria das ferrovias locomotivas do tipo diesel-elétricas, onde um motor a diesel fornece energia cinética para um gerador elétrico que alimenta os motores de tração. Neste trabalho, é realizado um estudo sobre regeneração da energia produzida pelos motores de tração em frenagem da locomotiva para alimentação de suas cargas auxiliares, tais como ar condicionado, compressor de ar, ventiladores e sopradores. Este trabalho propõe o estudo da frota de locomotivas modelo BB40-9MW de uma ferrovia brasileira. No trabalho, o sistema de regeneração é modelado como um sistema híbrido, o qual é constituído por equações diferenciais, ou equações à diferenças e equações lógicas. Tais modelos foram simulados com auxílio do toolbox Hysdel da ferramenta computacional Matlab. Foram modeladas as cargas, os motores de tração como geradores e três diferentes tipos de acumuladores, sendo o primeiro formado por baterias e supercapacitores, o segundo formado exclusivamente por supercapacitores e o terceiro formado exclusivamente por baterias. Com posse dos dados reais armazenados pelo registrador de eventos das locomotivas referente à energia produzida nas frenagens e, dos modelos, determinou-se a melhor configuração de acumuladores para regeneração da energia. Conclui-se neste trabalho que para a ferrovia em estudo, avaliando os resultados das três configurações de acumuladores propostos, o acumulador formado exclusivamente por baterias apresentou o melhor resultado. Contudo, esta conclusão pode não ser válida para outras ferrovias, principalmente para as que apresentam o tempo médio de frenagem inferior a 60 segundos, sendo provavelmente mais adequado neste caso a utilização do acumulador formado exclusivamente por supercapacitores. Para uma ferrovia cujo tempo médio de frenagem seja próximo de 60 segundos, a configuração de acumulador formado por baterias e supercapacitores pode ser uma boa opção, sendo necessário uma avaliação aprofundada. Caso seja alterado a quantidade de baterias e supercapacitores dos acumuladores, será necessária uma nova avaliação, simulando o sistema com a nova configuração.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/14030
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectFrenagem regenerativa
dc.subjectSistemas híbridos
dc.subjectTransporte ferroviário
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleModelagem híbrida de um sistema de regeneração de energia de frenagem em locomotivas diesel-elétricas
dc.typemasterThesis

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