de gerenciamento envia o comando para o DSP calibrar a posi¸c˜ao do encoder em rela¸c˜ao `a posi¸c˜ao do rotor. Isto ´e feito desbloqueando o freio magn´etico e acionando a fase a ser testada. Assim, o polo do rotor se alinha com o do estator e esta posi¸c˜ao ´e tomada como posi¸c˜ao zero. Em seguida, a posi¸c˜ao desejada ´e enviada para o DSP que posiciona o eixo do rotor na posi¸c˜ao de teste e envia a confirma¸c˜ao para o LabView .R
Fim Calibrar (enviar comando p DSP) Sistema calibrado ? Início Envia posição desejada Posição ok ? Aciona Fase
Leitura lecroy Desliga fase Calcula(fluxo,torque) Plota gráficos
Posição Final? Atualiza posição
Figura 3.2: Fluxograma do software de gerenciamento do ensaio.
Com a confirma¸c˜ao do rotor na posi¸c˜ao desejada o oscilosc´opio ´e configurado via
Ethernet ficando no aguardo do trigger externo para captar os dados. O DSP envia
o pulso para o trigger do oscilosc´opio e em seguida aciona a fase. Os dados lidos no oscilosc´opio s˜ao obtidos via Ethernet. Por conseguinte, o fluxo magn´etico ´e calculado utilizando a Equa¸c˜ao 3.2 e s˜ao constru´ıdos os gr´aficos do fluxo magn´etico concatenado em fun¸c˜ao da corrente el´etrica e da posi¸c˜ao angular do rotor Φ(I, θ = ensaio). Em seguida o sistema repete o procedimento at´e a posi¸c˜ao final do ensaio e, por final tem-se os dados das curvas Φ(I, θ) obtidos no ensaio.
3.3
Montagem experimental e ensaios
Na Figura 3.3 apresenta-se o sistema montado para para obten¸c˜ao das curvas de magne- tiza¸c˜ao. Trˆes GRVs (dados no Anexo A) foram submetidos aos ensaios de caracteriza¸c˜ao. O resultados apresentados na sequˆencia do texto s˜ao do ensaio para o GRV 2 (Anexo A).
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 52
Com os dados iniciais fornecidos pelo fabricante da m´aquina determina-se qual o valor ne- cess´ario da tens˜ao el´etrica da fonte de corrente cont´ınua para obter a corrente m´axima na m´aquina durante o ensaio. Para possibilitar a aplica¸c˜ao de uma tens˜ao maior no ensaio, deve ser adicionado um resistor externo em s´erie com o enrolamento sob teste. Com um mult´ımetro de precis˜ao (Kethey 2700), determinou-se a resistˆencia do enrolamento emR
s´erie com resistˆencia externa por meio de um teste a 4 pontas. A determina¸c˜ao deste valor ´e de fundamental importˆancia para garantir a precis˜ao do ensaio. Realizou-se um ensaio da posi¸c˜ao alinhada at´e a posi¸c˜ao desalinhada com passo de 2, 5◦, obtendo 10 curvas de
magnetiza¸c˜ao para a m´aquina em teste conforme apresenta-se na Figura 3.4.
DSP Osciloscópio MRV Freio Fonte CC Resistor externo Ponteira de corrente Ponteira de tensão Encoder Motor de passo Driver micropassos
Sistema de caracterização automática de máquinas a relutância variável
LEPO-UNICAMP
Placa de interface e isolação
Figura 3.3: Bancada experimental montada para realiza¸c˜ao dos ensaios.
3.4
Metodologia para obter dados para o modelo
Atrav´es da Equa¸c˜ao 3.2 pode-se modelar o circuito el´etrico do GRV conforme apre- sentado na Figura 3.5.
A equa¸c˜ao do modelo mecˆanico ´e dada pela Equa¸c˜ao 3.3 e, como discutido anterior- mente, o torque eletromecˆanico ´e fun¸c˜ao da corrente e da posi¸c˜ao do rotor. Dessa forma na Figura 3.5 representa-se o modelo mecˆanico para a MRV.
Tm = Temag− Bw − J
dw
dt (3.3)
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 53
Figura 3.4: Resultados dos ensaios de magnetiza¸c˜ao obtido com o software de gerencia- mento desenvolvido no LabView.
viscoso e J ´e o momento de in´ercia.
Figura 3.5: Modelo de uma fase do GRV.
Pela Figura 3.5 observa-se que, para se obter o modelo matem´atico a ser usado na simula¸c˜ao do GRV ´e necess´ario conhecer os pontos I(Φ, θ) e T (I, θ). A partir das curvas de magnetiza¸c˜ao experimentais pode-se ter as rela¸c˜oes I(Φ, θ) e T (I, θ) de diversas formas. A forma mais intuitiva ´e utilizar tabelas com os dados de I(Φ, θ) e T (I, θ). As correntes nas fases do estator s˜ao fun¸c˜oes n˜ao lineares I(φ, θ) que podem ser obtidas atrav´es das curvas de magnetiza¸c˜ao Φ(I, θ).
Em [26,27] utiliza-se l´ogica fuzzy ou redes neurais inteligentes para calcular as caracte- r´ısticas magn´eticas e modelar o GRV. Outra forma consiste em obter equa¸c˜oes anal´ıticas que relacionem I(Φ, θ) a partir de dados de ensaios experimentais. Dos modelos anal´ıticos destacam-se os m´etodos utilizados por [28] em que se utiliza uma expans˜ao em s´erie de
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 54
Fourier para representar as equa¸c˜oes necess´arias para simular o GRV.
A utiliza¸c˜ao das tabelas I(Φ, θ) e T (I, θ) permite obter simula¸c˜oes mais r´apidas do que nas outras formas supracitadas. Entretanto, para obter um modelo preciso ´e necess´ario ter in´umeras curvas de magnetiza¸c˜ao, o que ´e invi´avel de se realizar experimentalmente, como, por exemplo, obten¸c˜ao de curvas de magnetiza¸c˜ao para 200 posi¸c˜oes. Por´em, com o processamento matem´atico sobre os dados dos ensaios ´e poss´ıvel obter as curvas intermedi´arias a partir das curvas obtidas experimentalmente.
3.4.1
Processamento dos dados obtidos nos ensaios
O procedimento realizado neste trabalho consiste em processar os dados obtidos nos ensaios de magnetiza¸c˜ao a fim de obter as tabelas com os pontos I(Φ, θ) e T (I, θ). Ini- cialmente, ´e considerado que o objetivo ´e ter tabelas de buscas I(Φ, θ) com N colunas (posi¸c˜ao) e N linhas (fluxo) em que o fluxo esteja variando de 0 at´e o fluxo m´aximo Φmax (obtido no ensaio na posi¸c˜ao alinhada) ao passo de ΦmaxN e a posi¸c˜ao angular esteja
variando de 0◦ at´e 45◦ ao passo de 45◦
N .
Com as curvas (Φ(I, θ)) obtidas experimentalmente para as posi¸c˜oes conhecidas, re- gress˜oes polinomiais s˜ao utilizadas para obter as Fun¸c˜oes 3.4. O termo n identifica que para cada posi¸c˜ao existir˜ao as constantes do ajuste polinomial (Tabela 7.2). Neste caso, o resultado das regress˜oes polinomiais ´e preciso, uma vez que para cada posi¸c˜ao existe dez mil pontos (I, Φ) obtidos no ensaio.
Φ(i)θ=n|22.5 0 = p
n
0 + pn1i + pn2i2+ pn3i3+ pn4i4+ pn5i5+ pn6i6 (3.4)
A partir de (3.4), para as correntes de 0 at´e Imax ao passo de ImaxN , tem-se a Tabela
b da Figura 3.6 com os ˆangulos experimentais e as correntes tabeladas. A Figura 3.7 apresenta as curvas obtidas com a regress˜ao. Com estes dados ´e poss´ıvel obter os pontos (θ, Φ)|I=constante, ou seja como o fluxo se comporta variando a posi¸c˜ao do rotor para uma
dada corrente constante. Para cada corrente tem-se 10 pares de pontos (θ, Φ) portanto, observa-se a importˆancia de ter um n´umero alto de curvas experimentais para diversas posi¸c˜oes de forma a conseguir ajustes condizentes com a realidade do GRV em ensaio.
O perfil do fluxo magn´etico em uma fase do GRV, para uma dada corrente constante, se comporta de forma que, para a posi¸c˜ao alinhada (θ = 0), a relutˆancia do circuito magn´etico ´e m´ınima e portanto o fluxo magn´etico ´e m´aximo. `A medida que o polo do rotor desalinha com o polo do estator, a relutˆancia aumenta e diminui o fluxo magn´etico. Isso ocorre at´e a posi¸c˜ao de total desalinhamento (θ = 22, 5◦) em um GRV 12/8. No
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 55
Figura 3.6: Procedimento para obter I(Φ, θ)
nas posi¸c˜oes pr´oximas `a posi¸c˜ao desalinhada, permanece constante. Erros oriundos dos ensaios experimentais podem resultar em diferentes valores de fluxos magn´eticos pr´oximos `as regi˜oes de alinhamento e desalinhamento [77]. Estes erros podem causar imprecis˜oes nos modelos obtidos a partir dos dados experimentais.
Assim, a obten¸c˜ao das fun¸c˜oes pode ser comprometida pelo uso de regress˜oes n˜ao robus- tas aos erros e ru´ıdos dos dados experimentais. Dessa forma, foram utilizadas regress˜oes polinomiais, interpola¸c˜oes lineares e c´ubicas e foi proposto o uso da t´ecnica smoothing
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 56 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
Curvas de magnetização e ajustes polinomiais
Corrente[A]
Fluxo[Wb]
Curvas experimentais Ajustes polinomiais
Figura 3.7: Curvas de magnetiza¸c˜ao obtidas pelas regress˜oes polinomiais.
Ajustes polinomiais podem apresentar oscila¸c˜oes acentuadas principalmente nos limites do intervalo de interpola¸c˜ao [78]. Este fato pode ser acentuado devido `a caracter´ıstica do perfil de varia¸c˜ao do fluxo magn´etico para uma dada corrente el´etrica nas posi¸c˜oes pr´oximas ao alinhamento e desalinhamento de polos do GRV. Conforme se observa na Figura 3.8(b) a regress˜ao polinomial apresentou oscila¸c˜oes n˜ao condizentes com a realidade do perfil de varia¸c˜ao do fluxo magn´etico no GRV, em que a partir posi¸c˜ao alinhada o fluxo magn´etico diminui suavemente at´e a posi¸c˜ao desalinhada.
A Interpola¸c˜ao linear ´e uma t´ecnica simples e de f´acil realiza¸c˜ao. A ideia ´e conectar os pontos por retas. Esta t´ecnica foi utilizada em [79]. Entretanto, quando o n´umero de pontos ´e pequeno implica em n˜ao suaviza¸c˜ao das curvas, principalmente nas regi˜oes pr´oximas aos pontos experimentais.
Para suavizar as interpola¸c˜oes foi testado o m´etodo de splines c´ubicas utilizado em [77, 80], que determina polinˆomios c´ubicos em vez de retas e permite obter interpola¸c˜oes com menores varia¸c˜oes. Por´em, a interpola¸c˜ao c´ubica garante que a curva obtida passar´a nos pontos interpolantes assim este m´etodo n˜ao ´e robusto para sistemas com erros experi- mentais. Neste caso, principalmente nas regi˜oes pr´oximas ao alinhamento/desalinhamento dos polos.
Assim, prop˜oe-se o uso de uma t´ecnica mais robusta e suavizante conhecida como smoothing spline. A t´ecnica smoothing spline minimiza (3.5), que representa a soma dos erros quadrados (primeiro termo) e o segundo termo representa a rugosidade, tornando
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 57
a curva de interpola¸c˜ao mais suave [81]. O parˆametro p define a suaviza¸c˜ao da spline. Conforme discutido em [82] um valor interessante para o parˆametro p ´e dado por (3.6), onde h ´e o espa¸camento m´edio entre os pontos. Na Figura 3.8(a) observa-se a suavidade obtida utilizando a smoothing spline.
φ(θ) para I constante Posição [graus] Fluxo [Wb] Regressão Polinomial Pontos experimentais Interpolação linear (a) φ(θ) para I constante Regressão Polinomial Pontos experimentais Interpolação linear Posição [graus] Fluxo [Wb] (b)
Figura 3.8: a) Fluxo concatenado para diferente posi¸c˜oes com corrente constante. b)Caso (a) com destaque para a regi˜ao inferior das curvas.
pX i (yi− s(xi))2+ (1 − p) Z (d 2s dx2) 2dx (3.5)
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 58
p = 1
1 + h63 (3.6)
Para a curvas obtidas para a corrente variando de 0 to Imax ao passo NIpointsmax e para todas
as posi¸c˜oes, obt´em-se a tabela c da Figura 3.6.
Conforme discutido anteriormente, para realizar o modelo computacional precisa-se da corrente em fun¸c˜ao do fluxo e da posi¸c˜ao. Ent˜ao, por meio da Tabela c na Figura 3.6, para cada posi¸c˜ao tem-se os pontos (Φ, I) pela Equa¸c˜ao 3.7. Com estes pontos, por meio de uma interpola¸c˜ao linear, tem-se as fun¸c˜oes I(Φ). Neste caso uma interpola¸c˜ao linear foi utilizada, pois permite extrapolar o valor da corrente do ensaio, caso necess´ario. Diferentemente do ajuste polinomial que para valores fora dos pontos de ajuste apresenta grandes erros.
I(Φ)θ=const= i0+ (i1− i0) Φ − Φ0
Φ(1)− Φ(0)
(3.7) Com as Fun¸c˜oes 3.7 para o fluxo variando de 0 at´e Φmax ao passo de Φmax/N tem-se a
tabela I(Φ, θ) na Figura 3.6. Esta tabela ´e espelhada visto que o ˆangulo polar no GRV ´e de 45 graus e o ensaio foi realizado de 0 at´e 22.5. Por final obt´em-se a Tabela necess´aria para utilizar no modelo el´etrico do GRV.
Por meio dos dados da Tabela b (Fun¸c˜oes 3.7) utilizando o m´etodo trapezoidal calcula- se a co-energia atrav´es das dos pontos ((I[1 : n], Φ[1 : n])|Npontos
2 ).
Para uma corrente constante tem-se os pares de ponto (W′
, θ), que permitem calcular o torque eletromagn´etico para uma dada corrente em fun¸c˜ao da posi¸c˜ao atrav´es da equa¸c˜ao 3.8. T = 180 π (Wn′ − W ′ n−1) (θn− θn−1) | N pontos n=2 (3.8)
Na Figura 3.9 apresentam-se a indutˆancia e o torque eletromagn´etico em fun¸c˜ao da posi¸c˜ao e da corrente obtidas utilizando os m´etodos de interpola¸c˜ao descritos. Observa- se que o uso das regress˜oes polinomiais e as interpola¸c˜oes lineares e c´ubicas no c´alculo das fun¸c˜oes (θ, Φ)|I=constante implicou no surgimento de varia¸c˜oes no perfil do torque e da
indutˆancia n˜ao condizentes com o funcionamento do GRV. Estas oscila¸c˜oes podem causar problemas quando t´ecnicas que exijam modelos precisos forem realizadas como diminui¸c˜ao de oscila¸c˜oes de conjugado e estima¸c˜ao de posi¸c˜ao. A t´ecnica que apresentou os melhores resultados foi a smoothing spline pois estas varia¸c˜oes n˜ao apareceram nos resultados.
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 59 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 Indutância [mH] ↑Corrente Posição[graus] (a) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 −30 −20 −10 0 10 20 30 Curvas T(I,θ) Corrente↑ ↓Corrente θ[graus] Torque[Nm] (b) (c) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 −30 −20 −10 0 10 20 30 Curvas T(I,θ) Corrente↑ ↓Corrente θ[graus] Torque[Nm] (d) 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 ↑Corrente Indutância [mH] Indutância [mH] Posição[graus] (e) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 −30 −20 −10 0 10 20 30 Curvas T(I,θ) Corrente↑ ↓Corrente θ[graus] Torque[Nm] (f) 0 5 10 15 20 0 10 20 30 40 50 60 Indutância [mH] ↑Corrente Posição[graus] (g) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 −30 −20 −10 0 10 20 30 Curvas T(I,θ) Corrente↑ ↓Corrente θ[graus] Torque[Nm] (h)
Figura 3.9: Indutˆancia e torque em fun¸c˜ao da corrente para diferentes posi¸c˜oes a-b)
Smoothing spline. c-d) Interpola¸c˜ao cubica, e-f) Regress˜ao polinomial g-h) Interpola¸c˜ao
3.4. Metodologia para obter dados para o modelo 60
Na Figura 3.10(a) apresenta-se as 200 curvas de magnetiza¸c˜ao estimadas a partir dos dados dos ensaios. Na Figura 3.10(b) apresentam-se as curvas da co-energia em fun¸c˜ao da posi¸c˜ao do rotor e da corrente el´etrica na fase do GRV. Por final, os dados obtidos para as tabelas I(Φ, θ) e T (I, θ) s˜ao apresentados respectivamente nas Figuras 3.11(a) e 3.11(b).
(a) (b)
Figura 3.10: a) Curvas de magnetiza¸c˜ao estimadas a partir dos dados do ensaio b) Co- energia.
Corrente[A]
Fluxo[Wb]
Posição[graus]
(a) (b)
3.5. Simula¸c˜oes com o modelo obtido 61
3.5
Simula¸c˜oes com o modelo obtido
3.5.1
Modelagem da m´aquina utilizando o Simulink
RCom os dados das Tabelas I(Φ, θ) e T (I, θ) o modelo para o GRV foi implementado usando o software Matlab-Simulink (Figura 3.12). A tens˜ao el´etrica em cada fase daR
m´aquina ´e medida e atrav´es da integral calcula-se o fluxo magn´etico em cada fase. A posi¸c˜ao do rotor ´e obtida pela integra¸c˜ao da velocidade da m´aquina e os ˆangulos el´etricos de cada fase s˜ao calculados.
As linhas com “///” referem-se aos m´ultiplos fluxos de dados que dependem do n´umero de fases da m´aquina. As correntes nas fases s˜ao obtidas pela tabela I(Φ, θ) com os fluxos magn´eticos e as posi¸c˜ao relativas de cada fase. Para valores de entrada que n˜ao existem nas tabelas as sa´ıdas s˜ao obtidas por interpola¸c˜ao c´ubica. De modo semelhante o torque eletromagn´etico de cada fase ´e obtido pela na tabela T (I, θ). O torque eletromecˆanico total ´e obtido pela soma dos torques das fases e ent˜ao ´e enviado para o modelo mecˆanico. As correntes el´etricas, obtidas da tabela das correntes, s˜ao geradas nos terminais do modelo da m´aquina utilizando fontes controladas de corrente.
3.5. Simula¸c˜oes com o modelo obtido 62
3.5.2
Valida¸c˜ao do modelo do GRV
Para validar o modelo obtido para o GRV realizou-se a modelagem de um sistema de controle de tens˜ao do barramento. Na Figura 3.13 apresenta-se o diagrama do sistema de controle de tens˜ao de barramento. O GRV alimenta cargas resistivas e o controle em malha fechada ´e respons´avel por manter a tens˜ao no barramento no valor de referˆencia Vref. Um
controlador PI processa o erro entre a tens˜ao de referˆencia e a tens˜ao no barramento e atua sobre o ˆangulo de desligamento (θon) das chaves das fases do GRV, controlando o
n´ıvel de magnetiza¸c˜ao de forma a manter o n´ıvel cc constante.
Controle de Acionamento do do conversor Vcarga Vref + -
Conversor
GRVGRV
SENSOR DE POSIÇÃO Carga Ɵr,wFigura 3.13: Sistema de controle simulado.
3.5.3
Modelagem do sistema de controle usando Simulink
Modelagem do conversor eletrˆonico de potˆencia e cargas el´etricas
Atrav´es de diodos e IBGTs modelou-se o conversor AHB (Assymetric half Bridge) (Figura 3.14). Como, neste caso, o GRV opera auto excitado ´e necess´ario uma magne- tiza¸c˜ao inicial que ´e fornecida pelo capacitor do barramento cc . Uma fonte de corrente cont´ınua realiza a carga inicial do capacitor pelo circuito de pr´e carga. Cargas el´etricas (R1, R2, R3) de 187Ω s˜ao conectadas ao elo cc por contatores representados por chaves ideais. As entradas (G − G1) deste subsistema s˜ao ligadas diretamente aos gatilhos dos IGBTs. As sa´ıdas (A1 − C1) s˜ao conectadas `as fases do modelo do GRV.
Acionamento do conversor e processamento dos ˆangulos.
Com intuito de acionar as fases do GRV nas devidas posi¸c˜oes angulares desenvolveu-se um subsistema que gera os pulsos de gatilho para acionar as chaves do controlador. Para o GRV 12/8 os polos do estator est˜ao defasados fisicamente de 30 graus, e os polos do rotor
3.5. Simula¸c˜oes com o modelo obtido 63
est˜ao espa¸cados de 45 graus. Assim, os perfis de indutˆancia das fases est˜ao defasados de 15 graus e o ciclo do perfil angular para cada fase ´e de 45 graus.
Os ˆangulos relativos a cada fase podem ser determinados da seguinte forma:
θA = R0twdt mod(45) (3.9) θB= R0t(wdt − 15) mod(45) (3.10) θC = R0t(wdt − 30) mod(45) (3.11) (3.12) sendo que: w ´e a velocidade angular da m´aquina e mod calcula o resto da divis˜ao e neste caso tem a fun¸c˜ao de estabelecer o per´ıodo angular de cada fase em 45 graus.
A rotina de acionamento do conversor AHB obt´em os ˆangulos relativos de cada fase e em seguida os compara com θon e θof f de forma a acionar as fases do conversor neste
intervalo angular que ´e o per´ıodo de excita¸c˜ao. Na Figura 3.15 observa-se o esquema de chaveamento e o sistema de controle discretizado implementado no software Simulink .R
Capacitor FASE A Conversor AHB Resistores de pré-carga FASE C FASE B 1 Vcc 6 C2 5 C1 4 B2 3 B1 2 A2 1 A1 v + - Vdc Carga1 g C E IGBT6 g C E IGBT5 g C E IGBT4 g C E IGBT3 Di2 Di1 Demux Demux D6 D5 D4 D3 g 1 2 Contator 1 + C 2 G1 1 G + R1 Fonte CC g C E IGBT1 g C E IGBT2 Carga2 g 1 2 Contator 2 + R2 Diodo g 1 2 Contator 3 + R3 Carga3 g 1 2 Cont Fonte pre-carga + R4 g 1 2 Relé + R5
3.6. Montagem experimental 64
Figura 3.15: Modelagem do sistema de controle de tens˜ao de barramento do GRV.
3.6
Montagem experimental
Para comprovar a precis˜ao do modelo obtido realizou-se a montagem experimental com as mesmas condi¸c˜oes do sistema de controle simulado. Na Figura 3.16 apresenta- se o diagrama do sistema realizado experimentalmente. Um DSP TMS320F28335 foi utilizado para controlar a tens˜ao do elo cc. O controlador foi discretizado com frequˆencia de amostragem de 40kHz e foi implementado no DSP. Desenvolveu-se um conversor AHB para acionar as chaves do GRV. Um motor de indu¸c˜ao com um inversor de frequˆencia ´e respons´avel por fornecer a energia prim´aria para o GRV. Por meio do encoder absoluto o DSP obtˆem a posi¸c˜ao do rotor e o gerador de pulsos aciona as fases nos momentos corretos. A montagem do sistema experimental ´e apresentado na Figura 3.17.
3.7. Resultados das simula¸c˜oes e dos experimentos 65
Figura 3.16: Diagrama da montagem experimental.
Motor de indução MRV Sensores de corrente e tensão DSP e circuitos de condicionameto
Figura 3.17: Foto da bancada experimental para realiza¸c˜ao do controle de tens˜ao.
3.7
Resultados das simula¸c˜oes e dos experimentos
Foram realizados testes de varia¸c˜ao de carga no barramento cc e mudan¸ca da tens˜ao de referˆencia Vref. Os resultados obtidos s˜ao discutidos a seguir.
3.7. Resultados das simula¸c˜oes e dos experimentos 66
3.7.1
Varia¸c˜ao de carga no elo cc
Neste teste, o sistema foi configurado para iniciar com uma carga de 187Ω. Com 1,5s e 2s de simula¸c˜ao s˜ao inseridas outras cargas de 187Ω no barramento cc. Apresenta-se a tens˜ao el´etrica no barramento cc na Figura 3.18(a). Observa-se que quando a segunda e terceira carga s˜ao inseridas o controle atuou de forma que aumentou a excita¸c˜ao do GRV para suprir a energia a ser gerada, mantendo a tens˜ao de barramento cc no valor de referˆencia. Existem v´arias t´ecnicas para controlar a tens˜ao de barramento cc como as apresentadas por [14]. Na Figura 3.18(b) apresenta-se as correntes nas fases do GRV, em que observa-se o controle atuando de forma eficiente.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Tempo[s] T ensão [V] Tensão Vdc (a) 2.342 2.343 2.344 2.345 2.346 2.347 2.348 2.349 2.35 2.351 155 160 165 170 175 T ensão Vdc [V] 2.342 2.343 2.344 2.345 2.346 2.347 2.348 2.349 2.35 2.351 0 2 4 6 8 10 Correntes nas MR V [A] fases da Time[s] Tensão Vdc C rrent IBo e C rrent ICo e C rrento eIA (b)
Figura 3.18: a) Tens˜ao Vdc e referˆencia. b) Ripple em Vcc e correntes do GRV.
Pela Figura 3.19(a) verifica-se que a ´area na regi˜ao de gera¸c˜ao ( tens˜ao negativa na fase A) ´e maior que na regi˜ao de excita¸c˜ao ( tens˜ao positiva na fase A) sendo resultado da energia de excita¸c˜ao mais a energia eletromecˆanica convertida. Um banco capacitivo (2250uF ) no elo cc ´e respons´avel por filtrar a tens˜ao do barramento. Na Figura 3.19(b) apresenta-se a corrente dos capacitores.
Na Figura 3.19(a) observa-se a opera¸c˜ao do GRV na regi˜ao de derivada negativa do perfil de indutˆancia comprovando o funcionamento como gerador. O torque eletromagn´e- tico produzido pelo GRV ( Figuras 3.19(c)) possui oscila¸c˜oes, sendo esta caracter´ıstica