Fault diagnosis and fault-tolerant control strategy for interleaved boost DC/DC converter dedicated to PEM fuel cell applications.

Resumo

Este artigo propõe uma estratégia aprimorada de diagnóstico de falhas e controle tolerante a falhas (FTC) para o conversor CC/CC com reforço intercalado, adequado para aplicações em células de combustível.

Este artigo investiga um conversor CC-CC de impulso intercalado de duas fases. Esse projeto oferece várias vantagens, inclusive:

Baixa corrente de ondulação: ao dividir a corrente de carga entre duas fases, a corrente de ondulação na entrada e na saída é significativamente reduzida em comparação com um conversor monofásico.

Redução do estresse do semicondutor, cada fase lida com apenas uma fração (1/N) da corrente total, o que reduz o estresse em componentes individuais e promove maior confiabilidade e margens operacionais.

Além disso, o documento propõe e avalia um controlador H-infinity para o conversor. Essa estratégia de controle avançada garante um desempenho robusto apesar das variações na tensão de referência e nas condições de carga.

O conversor de energia sofre com a comutação de falhas devido a vários fatores. Para resolver essas desvantagens e obter um rastreamento de referência preciso com a resposta dinâmica desejada e a detecção rápida de falhas, é proposto um algoritmo baseado em inclinações de corrente.

Minimizar as ondulações de corrente é fundamental para garantir a longevidade das PEMFCs, portanto, a estrutura do conversor de reforço intercalado é dedicada às PEMFCs para reduzir a ondulação da corrente gerada.

O sistema geral foi simulado usando o software MATLAB/Simulink sob diferentes condições, como variação da tensão de referência, variação da carga e curto-circuito.

  Os resultados obtidos em diferentes fases demonstram o desempenho superior dos sistemas propostos em termos de desempenho dinâmico, detecção rápida de falhas e ação tolerante a falhas para restaurar o estado de saúde.