Estudo de controladores aplicados a inversores para UPS com operação ilhada Bauru-SP 2013 MESTRADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA unesp Hildo Guillardi Júnior

 RESUMO 

Esta dissertação apresenta o projeto, simulação e ensaio dos protótipos da etapa de saída de uma Fonte de Alimentação Ininterrupta (UPS – Uninterruptible Power Supply) monofásica de tensão igual a 127V e trifásica com tensões 220/127V a 4 fios, ambas de frequência 60Hz e potência nominal igual a 1kVA para uso em operação ilhada. A validação da metodologia de projeto foi realizada primeiramente em simulação, e depois, experimentalmente utilizando-se diferentes tipos de cargas tipicamente encontradas em instalações elétricas e diferentes tipos de controladores clássicos: PI (Controlador Proporcional Integral), Ressonante e composição dos dois. Os ensaios experimentais consistiram em duas etapas, regime e transitório, na primeira sendo avaliado o comportamento estático do conversor com parâmetros como valor eficaz (RMS – Root Mean Square) e a Distorção Harmônica Total (THD – Total Harmonic Distortion) da tensão de saída e, na segunda, o comportamento frente à entrada e saída de cargas, evidenciando a estabilidade do Controle. Nas duas etapas foram aplicados procedimentos normatizados de ensaios e os resultados foram comparados com os requisitos das normas aplicáveis a esse tipo de conversor. Como dispositivo de controle utilizou-se um Processador Digital de Sinais (DSP – Digital Signal Processing) de ponto fixo, responsável pelo cálculo do algoritmo de controle e leitura dos sinais de tensões e correntes do inversor; sendo avaliada sua capacidade de processamento frente à manutenção da qualidade e da frequência do sinal de saída. O projeto aponta a necessidade do controle multimalhas, ou seja, o controle da tensão mais corrente, devido à instabilidade criada em sua função de transferência ao alimentar as cargas não resistivas. Também é mostrada, em simulação, a possibilidade de trabalho da interface de potência do protótipo em outros propósitos: Retificador com Alto Fator de Potência (para recarga da bateria), Fonte de Corrente (para interconexão com a rede elétrica) e, utilizando a Teoria da Potência Conservativa (CPT – Conservative Power Theory), operação como Filtro Ativo Paralelo (compensador de distúrbios relacionados à corrente elétrica).