3.3 Uso do Conversor Auxiliar
3.3.3 Controle do Conversor Auxiliar
Para fazer o acionamento e controle do conversor auxiliar é utilizado um processador digital de sinais (DSP) da família 56F83XX da Freescale (DSP56F8323) [75], executando um software específico desenvolvido a partir do princípio de
funcionamento do conversor auxiliar e obedecendo aos critérios e ao diagrama de blocos descritos neste tópico.
O controle do conversor auxiliar leva em conta uma série de informações prévias que são:
a) O período de condução de cada válvula inicia no momento do cruzamento por zero de tensão e vai até o disparo da válvula correspondente do conversor CCAT no modo de operação com início fixo em 0° ou determinado pelo controlador HCC no modo de operação com ponto de início controlado.
b) O conversor auxiliar usa chaves totalmente controladas; c) O controle das chaves pode ser do tipo “on-off”;
d) Deve-se evitar sobre-correntes;
e) Deve-se evitar sobreposições de corrente entre o conversor auxiliar e o CCAT;
f) O momento de disparo do conversor CCAT é informado ao controle do conversor auxiliar.
A partir das informações acima e com base em um algoritmo de “PLL” digital são gerados os momentos de cruzamento por zero de tensão (CZV) que servirão para sincronizar a ativação das chaves do conversor auxiliar. A informação de CZV gera um evento interno ao DSP que habilita o acionamento de cada válvula, obedecendo à seqüência de acionamento equivalente à seqüência de acionamento das válvulas do conversor CCAT mostrados na Figura 3.6. Cada válvula é acionada por um período determinado pelo momento de CZV e pelo disparo do conversor CCAT, ou no caso de operação no modo de ponto de inicio controlado, por um período intermediário entre CZV e o disparo do conversor CCAT, período esse com ponto de inicio determinado pelo controlador HCC.
Quando o sistema for energizado, o programa carrega as predefinições de variáveis e fica aguardando o PLL sincronizar. Uma vez sincronizado, a execução do laço principal de controle é iniciada. A primeira operação no laço principal é carregar o código de disparo que é obtido de uma tabela que define quais os pinos de saída do DSP que serão ativados em cada disparo. A próxima ação é um laço onde é aguardado o evento de cruzamento por zero de tensão (oriundo do PLL). Ocorrendo esse evento o número identificador do disparo é incrementado e o controlador do
início de disparos é acionado (em caso de operação no modo de ponto de início controlado). Se o modo de operação for com ponto de início fixo neste ponto acontece o disparo. Após disparar, o programa fica em um laço monitorando a corrente CC do conversor auxiliar até que o conversor CCAT informe o evento do disparo de uma de suas válvulas, o que provoca o desligamento da chave correspondente do conversor auxiliar e faz o programa voltar no ponto onde é feita a leitura do código de ativação das chaves.
A corrente no lado CC é monitorada por um circuito leitor de corrente ligado em uma das entradas analógicas do DSP. Quando esta corrente atingir o valor pré- definido é gerado um evento interno ao DSP que desabilita o acionamento das chaves.
Conjugado ao PLL existe um detector de falta de fase que monitora o erro de fase. Se este erro for maior que um valor pré-definido as saídas de acionamento das chaves são bloqueadas, inibindo assim a ativação das chaves do conversor auxiliar.
A Figura 3.20 mostra os períodos de ativação para a primeira chave da conexão Y-Y e para a primeira da conexão Y-Δ, de cada um dos conversores em regime permanente.
A Figura 3.21 mostra o diagrama simplificado de controle do conversor auxiliar. O diagrama de blocos do algoritmo de controle é mostrado na Figura 3.22. No Apêndice E está o software desenvolvido em linguagem de alto nível (C) para o DSP utilizado [75].
O momento de disparo ou ponto de início é determinado pelo evento de mudança de CZV ou pelo controlador HCC, como já mencionado. Neste caso usa-se um controlador HCC com passo fixo, pois este possibilita uma resposta com mesma velocidade tanto para o avanço como para o retrocesso do ponto de início.
Figura 3.20 - Diagrama dos tempos de ativação dos conversores CCAT (em preto) e auxiliar (em azul).
Ao entrar no controlador HCC o programa lê o valor da THD e da corrente CC. Depois disso, o programa compara se esta é maior que um valor máximo predeterminado; se for maior diminui o passo (wi = wi−1−Δw) caso contrário, testa se a largura do passo é menor que zero (wi−1<0). Sendo igual a zero, aumenta o passo, caso contrário, é testado se o passo é maior que o passo máximo (wi−1 >wmax). Sendo este maior, diminui o passo e se não for, testa se o complemento da distorção harmônica total atual é maior que a anterior, em caso positivo, aumenta o passo, caso negativo diminui o passo.
O diagrama de blocos do controlador HCC modificado para ser usado como descrito acima pode ser visto na Figura 3.23.
Além da limitação de corrente no lado CC do conversor auxiliar pode-se limitar a corrente de partida do mesmo introduzindo-se uma rampa de corrente limite no controlador HCC, o que pode ser chamado de procedimento de entrada. Essa rampa altera o valor de Imaxno controlador HCC (ver Figura 3.23) durante o período
de entrada em condução do conversor auxiliar. Após este período Imaxé mantida constante de acordo com a corrente máxima de projeto ou corrente máxima tolerável na carga.
φ
ε
Incrementa Ndisp Dispara Lê Corrente Sobrecorrente? Coloca Código do Disparo na Saída S N Disabilita Saídas e Inter. Inicia Variáveis Lê Código do Disparo PLL Sincronizado? CZV mudou? S N Ndisp Cod. Dispar. Tabela de Ativação dos Disparos PLL Interr. CZV Fase “A” PLL ok Detector de Faxa de Captura N Limpa Saídas Interr. Disp. CCAT CZV (12 pulsos) →CZV S Controlador de Início Disabilita Saídas e Inter.