UNIJUI - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

DCEEng - Departamento das Cincias Exatas e Engenharias

Qualidade de Energia

Exerccios de Simulao Prova 1

Iju

1 Semestre/2014

NDICE DE FIGURAS

! "#! $% $$& $( )* (+, (- +./! +"#! -% -& - )* ., .$ (/! +"#! -% .& )* &0 #1 # %#1 $$2341 $(5#1 (+/&0 (-#1 +.# +%#1 -2341 -5#1 ./&0 .#1 $# (%#1 +2341 -5#1 .61 ) 17"# 8,7

175 1 149:&98 ,7 $"# 1 8,7 $$ 49&98 ,7 $("# 8,7 (+) 1,8 (-"# 8,8 +.1,85 1 + 149:&98 ,8 +"# 1 8,7 - 49&98 ,7 -"# 8,7 - .$"# .( /15 1 .+ 149:&9 -"# 1 $. 49&98 ,7 $"# 8,7

1 SIMULAO RETIFICADOR DE SEIS PULSOS EXERCCIO I

Na primeira parte do trabalho, foi simulado o retificador de seis pulsos com tenses de entrada distintas em cada caso. Feito isso, calculou-se o fator de desbalano para cada situao, segundo o mtodo NEMA. O mtodo NEMA define Fd como sendo a razo entre o mximo desvio das tenses de linha em relao ao seu valor mdio, e este mesmo valor mdio. Ou seja, o mtodo NEMA analisa o desvio das tenses de linha em relao ao valor mdio delas.

a) O primeiro circuito analisado e simulado possui as seguintes caractersticas:

Sendo o circuito mostrado na figura abaixo:

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

THDi (fase A)

THDi (fase B)

THDi (fase C)

!

"#

$%&

Fator de Potncia

()

Tenso de Sada

b) O segundo circuito analisado e simulado possui as seguintes caractersticas:

Sendo o circuito mostrado na figura abaixo:

*+

,

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

-.

THDi (fase A)

THDi (fase B)

THDi (fase C)

!

#

%&

Fator de Potncia

()

Tenso de Sada

c) O terceiro circuito analisado e simulado possui as seguintes caractersticas:

Sendo o circuito mostrado na figura abaixo:

"+

$

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

.

THDi (fase A)

THDi (fase B)

THDi (fase C)

* !

,#

-%&

Fator de Potncia

()

d) Concluses

Aps concluir as simulaes referentes ao exerccio I, pode-se concluir que quanto mais desbalanceado o circuito, maior a diferena no valor da THD em cada fase. Na simulao (a), a THD se manteve constante nas trs fases. Na simulao (b), a THD apresentou valores diferentes em cada fase. Na simulao (c), a THD se mostrou crtica, uma vez que apresentou valores bastante distintos.

Simulando o espectro harmnico nas trs simulaes, novamente observou-se que a pior situao encontra-se nos circuitos desbalanceados.

2 SIMULAO CIRCUITO DE PARTIDA DE UM MOTOR DE INDU O

EXERCCIO II

Na segunda questo do trabalho, foi feita a simulao de um circuito de partida de um motor de induo trifsico. O tempo de simulao usado foi de 1s. Foram analisados os impactos das condies estabelecidas em cada item nas tenses aplicado no motor, nas correntes drenadas pelo motor, na velocidade do rotor e no torque interno gerado pelo motor.

a) O primeiro circuito analisado possui tenses balanceadas e no possui

impedncia de entrada, suas caractersticas so dadas a seguir:

Sendo o circuito mostrado na figura abaixo:

%/

!0

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

!

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

"#!0

Tenso RMS (fase A)

Tenso RMS (fase B)

Tenso RMS (fase C)

$1230

Velocidade

4!0

Torque !

b) O segundo circuito analisado possui tenses balanceadas e possui impedncia de entrada, suas caractersticas so dadas a seguir:

"# $

%# &

Sendo o circuito mostrado na figura abaixo:

*.%/

,!0

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

-!

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

#!0

Tenso RMS (fase A)

Tenso RMS (fase B)

Tenso RMS (fase C)

1230

Velocidade

4!0

Torque !

c) O terceiro circuito analisado possui tenses desbalanceadas e possui impedncia de entrada, suas caractersticas so dadas a seguir:

"# $

%# &

Sendo o circuito mostrado na figura abaixo:

.%/

"!0

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

$!

Corrente RMS (fase A)

Corrente RMS (fase B)

Corrente RMS (fase C)

#!0

Tenso RMS (fase A)

Tenso RMS (fase B)

Tenso RMS (fase C)

*1230

Velocidade

,4!0

Torque !

d) Concluses

Aps o trmino das simulaes deste exerccio, pode-se observar que diferentes tenses aplicadas no motor interferem no torque de partida da mquina. Quando so aplicadas tenses balanceadas, h uma variao no torque no momento da partida do motor, porm logo o torque se estabiliza a um valor muito prximo de zero. Quando tenses desbalanceadas so aplicadas no motor, tambm ocorre uma variao no torque no momento da partida, porm, conforme observado no grfico da figura 39, o torque no estabiliza completamente.

Observando as correntes drenadas pelo motor, quando o circuito no possui impedncia de entrada, a corrente estabiliza em um perodo de tempo menor, conforme pode ser visto na comparao das figuras 23 e 35. Porm pode-se observar que a amplitude das correntes no circuito sem impedncia maior que a amplitude das correntes nos circuitos com impedncia de entrada.

Em relao velocidade, aps todos os circuitos entrarem em regime permanente, a velocidade igual para todos, chegando muito prximo a 1200 rpm.

3 SIMULAO COM CARGAS REATIVAS E COM CARGAS NO-

LINEARES EXERCCIO III

Nesta questo foi analisado um sistema desbalanceado com cargas reativas e com cargas no-lineares. Para cada questo foram apresentadas as formas de onda da entrada, das correntes drenadas pelas cargas e da tenso no ponto de acoplamento comum. Tambm foram apresentadas as formas de onda do espectro harmnico de corrente de entrada e da tenso no PAC.

-50

a) Carga linear resistiva

(0 6

!7 +6

064 0

0389%87+ 6

" !0 7+6

$38%87+ 6

!7 +6

b) Carga Linear RL

*(0 +7

, !7 +7

"-0+74 0

"0389%87+7

" !0 7+7

"38%87+7

" !7 +7

c) Cargas Lineares (resistivas e RL) e carga no-linear

""

"$ !

".04 0

"*0389%8

", !0

$-38%87+ 6

$ !7 +6

501:/

2,9;" .=-> .$=->

&7

. =-49, +=+49,

. -=49 (.-=49

&&9

.=(( .=-

,0)9)"&9

+4 =-4 +4

,0)8?;!9&9

=4

-=.$4 =4

,0)

=+9 =9 =++9

!1

.@ .@ (=+@

d) Concluses

Aps o trmino de todas as simulaes solicitadas, pode-se verificar que a carga mais problemtica para o circuito a carga no linear, pois ela conectada ao circuito ele altera a forma de onda da tenso no PAC. Ela distorce significativamente a forma de onda das tenses e correntes de entrada.