Premio TCC PUCC 2012

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Premio TCC PUCC 2012

  1. 1. Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologias. Engenharia Elétrica com Habilitação em Telecomunicações Prêmio TCC 2011 Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  2. 2. • Introdução • Necessidade • Abordagem Geral • Desenvolvimento e Metodologia • Resultados • Avaliação dos Resultados • Conclusões • Bibliografia Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas Tópicos
  3. 3. Introdução  Corrente ou tensão harmônica: Sinal senoidal cuja frequência é múltiplo inteiro da frequência fundamental do sinal de alimentação. Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  4. 4.  Corrente ou tensão harmônica: Melhor exemplo de aplicação é a onda quadrada. Ordem da Amplitude Freqüência harmônica harmônica (V) harmônica (Hz) n An fn 1 10,000 60 3 3,333 180 5 2,000 300 7 1,429 420 9 1,111 540 11 0,909 660 13 0,769 780 15 0,667 900 17 0,588 1020 19 0,526 1140 21 0,476 1260 23 0,435 1380 25 0,400 1500 Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas Introdução
  5. 5. Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas Introdução  Corrente ou tensão harmônica: Onda resultante se assemelha a uma onda quadrada.
  6. 6. Introdução  Aumento do uso de componentes não lineares em circuitos eletroeletrônicos em geral  Distorções harmônicas causam diversos malefícios na rede CA Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  7. 7. Necessidade  Controle da geração das fontes geradoras  Mitigação  Redução  Dimensionamento de componentes elétricos Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  8. 8. Abordagem Geral  Qualidade de energia elétrica  Diversas medidas como flutuação, sobre tensão, afundamento e etc.  Grande ou maior destaque às distorções harmônicas Maiores responsáveis pela geração das distorções? Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  9. 9. Abordagem Geral  Cargas não lineares são os maiores geradores  Semicondutores em geral (corte e saturação)  Triac’s, diac’s, SCR’s, diodos, etc. Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  10. 10. Desenvolvimento e Metodologia  Composição de blocos do medidor Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  11. 11. Desenvolvimento e Metodologia  Transdução de tensão Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  12. 12. Desenvolvimento e Metodologia  Transdução de corrente Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  13. 13. Desenvolvimento e Metodologia  Conversão e tratamento dos sinais Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  14. 14. Desenvolvimento e Metodologia  Circuito final Entrada analógica Chave “H” Sinal de tensão Sinal de corrente Divisor de tensão Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  15. 15.  Aquisição dos dados Desenvolvimento e Metodologia ADC da plataforma amostragem e quantização 8400 Hz e 10 bits Entradas analógicas Entrada USB Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  16. 16.  Processamento dos dados Array com os dados amostrados e quantizados = buffer com 70 amostras. Desenvolvimento e Metodologia Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  17. 17.  Cálculos Aplicação direta DFT. Desenvolvimento e Metodologia Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  18. 18.  Software Principais trechos. Desenvolvimento e Metodologia Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  19. 19.  Montagem Resultados Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  20. 20.  Montagem Resultados Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  21. 21.  Medição de sinal contínuo Resultados Ordem da Distorções Distorções Harmônica Tensão Corrente n (%) (%) 3 33,36 33,36 5 20,04 20,04 7 14,34 14,34 9 11,19 11,19 11 9,18 9,18 13 7,80 7,80 15 6,79 6,79 17 6,03 6,03 19 5,43 5,43 21 4,94 4,94 23 4,55 4,55 25 4,22 4,22 27 3,94 3,94 29 3,70 3,70 31 3,50 3,50 33 3,33 3,33 35 3,17 3,17 37 3,04 3,04 39 2,92 2,92 41 2,82 2,82 43 2,73 2,73 45 2,65 2,65 47 2,58 2,58 49 2,52 2,52 51 2,46 2,46 53 2,42 2,42 55 2,38 2,38 57 2,34 2,34 59 2,31 2,31 THDf 48,00 48,00 THDr 43,31 43,31 Resultados obtidos sinal contínuo equivalente à onda quadrada Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  22. 22. Discussão dos resultados Ordem da Distorções Distorções Harmônica Tensão Corrente n (%) (%) 3 33,33 33,33 5 20,00 20,00 7 14,29 14,29 9 11,11 11,11 11 9,09 9,09 13 7,69 7,69 15 6,67 6,67 17 5,88 5,88 19 5,26 5,26 21 4,76 4,76 23 4,35 4,35 25 4,00 4,00 27 3,70 3,70 29 3,45 3,45 31 3,23 3,23 33 3,03 3,03 35 2,86 2,86 37 2,70 2,70 39 2,56 2,56 41 2,44 2,44 43 2,33 2,33 45 2,22 2,22 47 2,13 2,13 49 2,04 2,04 51 1,96 1,96 53 1,89 1,89 55 1,82 1,82 57 1,75 1,75 59 1,69 1,69 THDf 47,47 47,47 THDr 42,89 42,89 Resultados teóricos, cálculos por An e Fn Ordem da Erro Erro Harmônica Tensão Corrente n (%) (%) 3 0,08 0,08 5 0,20 0,20 7 0,38 0,38 9 0,70 0,70 11 0,97 0,97 13 1,38 1,38 15 1,82 1,82 17 2,45 2,45 19 3,07 3,07 21 3,61 3,61 23 4,44 4,44 25 5,21 5,21 27 6,00 6,00 29 6,80 6,80 31 7,83 7,83 33 9,00 9,00 35 9,87 9,87 37 11,10 11,10 39 12,19 12,19 41 13,51 13,51 43 14,81 14,81 45 16,14 16,14 47 17,53 17,53 49 19,02 19,02 51 20,29 20,29 53 22,03 22,03 55 23,61 23,61 57 25,03 25,03 59 26,63 26,63 THDf 1,10 1,10 THDr 0,96 0,96 Comparação entre resultados medidos e teóricos Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  23. 23.  Erros de leitura de até 10 % até ordem 35  Utilização das medições para dimensionamento de componentes elétricos  Fácil utilização  Possível melhora nos circuitos de conversão  Possível melhora na leitura dos sinais  Futuro desenvolvimento em medidor completo  Baixo custo Conclusões Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  24. 24.  P. H. Tavares. (2011, 15 November). [Online]. Available: http://www.engematec.com.br/site/downloads/harmonicos_em_Instalacoes_eletricas .pdf  H. Moreno, Harmônicos Nas Instalações Elétricas. ed. 1. São Paulo: PROCOBRE, 2001  FLUKE. (2011, 10 October). FLUKE 433 Analisadores de Qualidade de Energia Trifásica [Online]. Available: http://www.fluke.com/fluke/brpt/Ferramentas-de-qualidade-de- energia/Corrente-trif%C3%A1sica/Fluke-433.htm?PID=56079  Arduino. (2011, 5 October). Arduino Mega [Online]. Available: http://pt.wikipedia.org/wiki/Divisor_de_tens%C3%A3o Bibliografia Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas
  25. 25. Muito obrigado! Evandro Guilherme Miguel, Graduado da Faculdade de Engenharia Elétrica Habilitação em Telecomunicações da PUC Campinas. E-mail: evandroguilhermemiguel@hotmail.com Fim Medidor Microcontrolado de Distorções Harmônicas

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