IMPRIMIR VOLTAR B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica ACIONAMENTO ELETRICO INTELIGENTE Carla Cleri Melo Garcia 1   (autor)   carlacleri@es.cefetmg.br Marcelo Martins Stopa 1   (orientador)   marcelo@des.cefetmg.br Anísio Rogério Braga 1   (co-orientador)   anísio@des.cefetmg.br 1. Depto Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica-CEFET-MG INTRODUÇÃO: Grande parte dos acionamentos elétricos industriais utiliza inversores de freqüência em sua composição. Inversores são equipamentos eletrônicos por meios dos quais se faz possível o controle preciso de posição, velocidade e/ou conjugado de motores elétricos de corrente alternada. Uma vez que esses acionamentos estão conectados aos sistemas elétricos, ocorrências usuais como energização de linhas de transmissão e de transformadores, transitórios de partida de motores e outras cargas, podem ocasionar desligamento involuntário do inversor e possivelmente a parada de toda uma unidade de produção. Esta situação é grave quando inversores de freqüências são utilizados em situações críticas que exigem continuidade, e.g. hospitais e centros de processamento de dados. Custos decorrentes de uma parada não programada são elevados. Além disso, devido ao alto custo econômico e ambiental da energia elétrica, torna-se cada vez mais comum o gerenciamento não só da qualidade como também do consumo da energia elétrica. Em particular, é necessário obter informações sobre a demanda de energia elétrica e proteção dos acionamentos a inversores de freqüência. Assim realizou-se neste projeto estudos de problemas de faltas e monitoramento dos acionamentos elétricos com inversores de freqüência. Para isso, aplicou-se técnicas DIRF - Detecção, Isolação e Recuperação de Faltas na melhoria da confiabilidade e algoritmos que permitem a monitoração e interpretação de dados nesses equipamentos. METODOLOGIA: Foram estudadas e avaliadas as técnicas de auto-diagnóstico de faltas em acionamentos a inversores de freqüência comerciais. Após modelagem matemática, utilizou-se o módulo SIMULINK do software MATLAB R para simular as principais faltas ocorridas nestes equipamentos. A partir das simulações, foi possível a avaliação da utilização de técnicas DIRF na melhoria da confiabilidade dos acionamentos elétricos a inversores de freqüência. Uma análise sobre o impacto/desempenho versus custo de implementação (ou seja, aumento do processamento e custo na aquisição de mais transdutores) norteou a escolha dos algoritmos que realmente agregam confiabilidade ao equipamento. Foi feito um estudo sobre a utilização de ferramentas estatísticas no desenvolvimento de programas de controle. Isso auxiliou na elaboração de algoritmos que conferem ao equipamento características de auto-validação e auto-diagnóstico . Desta maneira, tornou-se possível a incorporação de um certo nível de inteligência ao inversor; que a partir de então será reconhecido como um equipamento com capacidade e responsabilidade de reportar seu estado a um nível hierárquico superior e ao usuário. Viabilizando diagnósticos tanto do inversor quanto do sistema acionado por este. RESULTADOS: Os resultados foram obtidos a partir de simulação computacional no MATLAB R . No primeiro instante, foi possível obter uma caracterização das faltas mais comuns a partir de simulações de um acionamento frente a diversas situações. Em seguida foi desenvolvido um algoritmo, baseado em filtros adaptativos, capaz de monitorar as grandezas que são de relevância no controle do acionamento: tensão no barramento CC, tensão de alimentação do inversor, correntes e tensões do motor. Esse algoritmo teve como base o método CumSum, e é capaz de detectar variações em sinais ruidosos, além de distinguir sinais transientes de sinais transitórios. Desenvolveram-se também algoritmos capazes de gerar estatísticas de sobretensões (Swells) e subtensões (Sags) ocorridas, e, a partir dessa implementação, tornou-se possível a avaliação da confiabilidade e da vida útil do inversor de freqüência. A partir de um estudo sobre a importância de um inversor reportar a sua demanda de energia, tendo em vista o alto custo da energia elétrica e as sobrecargas recorrentes nos acionamentos, desenvolveu-se também um algoritmo dedicado a reportar a curva de demanda do equipamento a uma hierarquia superior e ao usuário. Desta maneira, tornou-se possível detectar desequilíbrios no barramento de tensão, sobrecargas e criar uma prioridade entre os diversos acionamentos de uma indústria e.g. em situações de falta de energia, pode-se decidir por desativar o acionamento que possui maior demanda). CONCLUSÕES: Com o atual desenvolvimento tecnológico, a indústria se depara com a necessidade de constante aprimoramento dos equipamentos envolvidos em seus processos. A implantação de um certo nível de inteligência nos inversores de freqüência se mostrou uma alternativa viável e de alto impacto no desempenho dos processos industriais, principalmente aqueles de alta integridade. O termo inteligência , nesse contexto, pode ser interpretado como a capacidade de monitoração de estados, interpretação dos dados e detecção de faltas. A aplicação dos modelos e técnicas DIRF em inversores de freqüência tornou possível a incorporação de importantes características aos acionamentos elétricos como auto-diagnóstico, auto-validação e capacidade de operação tolerante a faltas. Os resultados de simulação obtidos ilustram a operação do inversor equipado com essas novas características e indicam um aumento significativo da confiabilidade dos acionamentos elétricos onde eles estão inseridos. Instituição de fomento: Conselho Nacional de desenvolvimento científico e tecnológico CNPQ Trabalho de Iniciação Científica Palavras-chave:  Detecção de falhas; Inversor de freqüência; DIRF. Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004