Detecção e Tolerância a Falhas em Módulos de Conversores CC-CC Redundantes

Eletrônica de Potência
Identificação de Sistemas
Disponível
Detecção de falhas (circuito aberto/curto em chave) em módulos de um arranjo redundante de conversores CC-CC em paralelo, com reconfiguração do controle para operação tolerante a falhas.
Data de Publicação

14 de julho de 2026

Objetivos

O grupo já desenvolve diagnóstico inteligente de falhas em equipamentos elétricos (repositório AnaliseDGA, voltado a transformadores). Este projeto propõe aplicar uma lógica análoga — detecção baseada em resíduos e reconfiguração — a arranjos redundantes de conversores CC-CC. Objetivos:

  • Modelar um arranjo redundante de conversores Buck em paralelo (N+1 ou N+M) e caracterizar assinaturas de falha típicas (circuito aberto e curto-circuito de chave) nas formas de onda de tensão/corrente;
  • Projetar um esquema de detecção e diagnóstico de falhas baseado em resíduos (comparação entre saída medida e saída predita por um modelo), na linha do que já é feito no AnaliseDGA, aqui aplicado a conversores;
  • Implementar uma lógica de reconfiguração do controle (isolamento do módulo com falha e redistribuição de carga entre os módulos saudáveis) após a detecção;
  • Avaliar o tempo de detecção e a qualidade da regulação de tensão do barramento durante e após a falha.

Pré-requisitos

  • Eletrônica de Potência I e II;
  • Identificação de Sistemas;
  • Noções de detecção e isolação de falhas (FDI) — podem ser aprendidas durante o projeto;
  • Programação em Python ou MATLAB/Simulink.

Estrutura Sugerida para o Grupo Autogerenciado

  • Reuniões semanais internas do grupo, com reunião quinzenal com o orientador;
  • Entregáveis mensais: notebook/script com o modelo do arranjo redundante, o esquema de detecção implementado e os cenários de falha simulados;
  • Ferramentas: repositório Git compartilhado, ambiente Python ou MATLAB/Simulink;
  • Divisão sugerida: um membro focado na modelagem do arranjo redundante e na geração de cenários de falha, outro no esquema de detecção baseado em resíduos, outro na lógica de reconfiguração do controle e na avaliação do desempenho durante a falha.

Referências

  1. Poon, J., Jain, P., Konstantakopoulos, I. C., et al. (2017). Model-Based Fault Detection and Identification for Switching Power Converters. IEEE Transactions on Power Electronics. [placeholder — confirmar edição/páginas]
  2. Repositório AnaliseDGA — metodologia de diagnóstico já usada no grupo, aqui adaptada para conversores.
  3. Repositório ControleBuck — modelo de módulo individual como base.