Bond characteristics

Os procedimentos experimentais para levantamento das características operacionais supracitadas foram viabilizados a partir dos materiais e equipamentos disponíveis no Grupo de Eletrônica de Potência e Energia da UMinho. No ensaio de tensão de sequência zero utilizou-se apenas um transformador conectado a um único variador de tensão monofásico, sendo ambos monofásicos. Essa configuração cria uma alimentação de tensões homopolares às três fases do sistema. Já para o ensaio com tensão de sequência positiva, utilizaram-se três

transformadores monofásicos conectados a um variador de tensão trifásico, a partir do qual foi possível definir as amplitudes para cada uma das tensões fase-neutro. Para captar as formas de onda das tensões e correntes do sistema foi utilizado o Fluke 434 Power Quality Analyzer®_{, o}

qual opera já calibrado e padronizado segundo a norma europeia de qualidade da energia EN50160. As especificações básicas dos principais equipamentos e recursos para medição de sinais estão listadas no quadro 1.

Quadro 1 – Materiais e equipamentos utilizados.

Equipamento de aquisição de dados:

Fluke 434 Power Quality Analyzer®

Software de processamento de dados:

FlukeView® _{Power Quality Analyser}

Versão 3.34

Pinças de corrente:

Fluke i400s pinça CA. Duas faixas: 40 A e 400 A.

Sensores LEM 100-P

Corrente máxima: 100 A Número de voltas do cabo: 4 Corrente de medição máxima 25 A

Transformador monofásico:

Potência nominal de 11kVA Frequência 50/ 60Hz

Tensão primária: 230 V CA

Tensão secundária: 25/ 75/ 225 V CA

Variador de tensão trifásico:

Potência nominal de 3,3 kVA Frequência 50/ 60Hz

Tensão de Entrada: 230 V CA

Variador de tensão monofásico:

Potência nominal de 6,5 kVA Frequência 50/ 60Hz

Tensão de Entrada: 230 V CA

5.3.2 FILTRO ELETROMAGNÉTICO

Para analisar as impedâncias de sequências zero do filtro eletromagnético, o arranjo experimental ilustrado na figura 39 foi implementado.

Figura 39 – Arranjo experimental para avaliação da impedância de sequência zero do filtro eletromagnético. N TRANSFORMADOR 220 – 40 V PONTOS DE MEDIÇÃO N ALIMENTAÇÃO DIRETA VARIADOR DE TENSÃO MONOFÁSICO

Fonte: Dados da autora.

O experimento foi realizado aplicando-se, inicialmente, sobre o dispositivo eletromagnético, tensões de sequência zero na frequência natural do sistema de Portugal, 50 Hz. Os resultados para dois diferentes níveis de tensão e corrente são apresentados na figura 40.

Figura 40 – Tensões e correntes de sequência zero do ensaio do filtro eletromagnético: (a) Nível de tensão a 1 V; (b) Nível de tensão a 3,1 V.

(a) (b)

Fonte: Dados da autora.

O valor da impedância de sequência zero para esta análise foi obtido pela equação (40) e corresponde a um valor de aproximadamente 0,6 Ω, com natureza praticamente resistiva.

(40) Para possibilitar a comparação entre as impedâncias sequenciais do filtro, foi realizado um novo experimento, aplicando-se agora, sobre o dispositivo eletromagnético, tensões de sequência positiva para diferentes níveis de tensão. O arranjo experimental ilustrado na figura 41 foi implementado.

Figura 41 – Arranjo experimental para avaliação da impedância de sequência positiva do filtro eletromagnético. N TRANSFORMADORES 230 – 230 V PONTO DE MEDIÇÃO N VARIADOR DE TENSÃO TRIFÁSICO

Fonte: Dados da autora.

Os resultados colhidos em medições são apresentados na figura 42.

Figura 42 – Tensões e correntes de sequência positiva do filtro eletromagnético: (a) Tensões de alimentação trifásicas; (b) Correntes trifásicas.

(a) (b)

Para cada nível de tensão investigado, foram calculadas as médias entre os valores medidos nas fases. O valor da impedância de sequência positiva calculado pela equação (41) é de aproximadamente 765 Ω. Quanto às impedâncias, como previsto teoricamente, as de sequência positiva e negativa apresentam valores substancialmente maiores que as de sequência zero.

(41)

Finalmente, a partir dos dados obtidos nas medições efetuadas, foi possível estabelecer uma comparação entre o comportamento das impedâncias do filtro eletromagnético, sendo que a impedância de sequência zero se apresenta aproximadamente 1275 vezes menor que a impedância de sequência positiva. Essa característica garante a eficácia do filtro de sequência zero projetado, na medida em que atende simultaneamente os principais requisitos pré- estabelecidos, qual seja, apresentar uma baixa impedância para as correntes de sequência zero. Ainda sob a ótica do projeto, esse fato confirma o bom acoplamento entre as bobinas principal e auxiliar de uma mesma coluna magnética.

5.3.3 BLOQUEADOR ELETROMAGNÉTICO

Tratando-se agora do bloqueador eletromagnético, foi realizado um ensaio circuito para viabilizar a análise de sua impedância de sequência zero. O arranjo experimental ilustrado na figura 43 foi implementado.

Figura 43 – Arranjo experimental para avaliação das características de sequência zero do bloqueador eletromagnético. VARIADOR DE TENSÃO MONOFÁSICO TRANSFORMADOR 230 – 25 V PONTOS DE MEDIÇÃO N N ALIMENTAÇÃO DIRETA

Fonte: Dados da autora.

De forma semelhante ao ensaio do filtro eletromagnético apresentado na seção anterior, o experimento do bloqueador foi realizado aplicando-se, inicialmente, tensões homopolares sobre os diferentes enrolamentos do mesmo. O resultado é apresentado na figura 44.

Figura 44 – Tensão e corrente de sequência zero do ensaio do bloqueador eletromagnético.

Fonte: Dados da autora.

A equação (40) utilizada para cálculo da impedância de sequência zero do filtro eletromagnético pode também ser, de forma análoga, utilizada para o cálculo da respectiva impedância do bloqueador. Logo, o valor da impedância de sequência zero calculado é de aproximadamente 14 Ω, com natureza fortemente indutiva.

Agora, com o objetivo de investigar as impedâncias de sequência positiva do bloqueador eletromagnético, o arranjo experimental ilustrado na figura 45 foi implementado. Figura 45 – Arranjo experimental para avaliação das características do bloqueador eletromagnético. VARIADOR DE TENSÃO TRIFÁSICO TRANSFORMADORES 230 – 25 V PONTOS DE MEDIÇÃO N N ALIMENTAÇÃO DIRETA

Fonte: Dados da autora.

Figura 46 – Tensões e correntes de sequência positiva do ensaio do bloqueador eletromagnético: (a) Tensões trifásicas; (b) Correntes trifásicas.

(a) (b)

Fonte: Dados da autora.

O valor da impedância de sequência positiva calculado segundo equação (145) é de aproximadamente 0,023 Ω. Como previsto teoricamente, as impedâncias de sequência positiva e negativa apresentam valores substancialmente menores que as impedâncias de sequência zero.

Do exposto, tomando como base os resultados colhidos nas medições efetuadas, foi possível estabelecer uma comparação entre o comportamento das impedâncias do bloqueador, sendo que a impedância de sequência zero se apresenta aproximadamente 600 vezes maior que a impedância de sequência positiva. Essa característica garante a eficácia do bloqueador de sequência zero projetado, na medida em que atende simultaneamente os principais requisitos pré-estabelecidos, quais sejam, apresentar uma alta impedância para as correntes de sequência zero, com mínima interferência sobre o comportamento do sistema sob condições equilibradas na frequência fundamental.