RESULTADOS EXPERIMENTAIS

Como mencionado na seção 6.3, para realização dos testes experimentais considerou-se uma tensão de entrada igual a 50 V, 60 Hz. Os demais parâmetros e especificações do circuito mantiveram-se inalteradas, com exceção de alguns casos em que foi variada a razão cíclica do conversor. Na Figura 41, Figura 42 e Figura 43 são apresentadas as formas de onda da tensão de entrada (V_g) e da tensão de saída

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Figura 41 - Resultados experimentais do conversor BOOST CA-CA: V CH_g( 1) e V CH_o( 2) para 0, 2

D  .

Figura 42 - Resultados experimentais do conversor BOOST CA-CA: V CH_g( 1) e V CH_o( 2)para 0, 4

D  .

Fonte: Autoria própria.

Figura 43 - Resultados experimentais do conversor BOOST CA-CA: V CH_g( 1) e V CH_o( 2) para 0, 6

D  .

Observando as figuras mostradas acima nota-se que o conversor cumpre com o seu propósito de operar como um elevador de tensão. Além disso, como já era esperado, conforme o valor de D aumenta também eleva-se o valor da tensão V _o.

A Figura 44 compara os sinais da tensão de entrada e da corrente de entrada do conversor. O sinal de I apresenta ruídos de medição, não relacionados a _g

problemas no circuito. Nota-se ainda as componentes de alta frequência presentes na corrente de entrada, e também que as formas de onda de V e g I estão praticamente g

em fase, resultado em um alto fator de potência de entrada.

Figura 44 - Resultados experimentais do conversor BOOST CA-CA: V CH_g( 1) e I CH_g( 2).

Fonte: Autoria própria.

As formas de onda referentes às tensões nos capacitores são apresentadas na Figura 45. Por meio da imagem é possível verificar o funcionamento correto dos componentes, uma vez que ambos atuam nos semiciclos em que foram designados a operar segundo a topologia do circuito.

Na Figura 46 são mostrados os sinais de tensão nos interruptores S e ₁ S As ₂. componentes de alta frequência, para ambos os sinais de tensão, ficam evidenciadas na imagem. Por meio da figura, é possível afirmar que os dois interruptores atuam exatamente de acordo com o projeto da topologia do conversor, sendo acionados

apenas nos semiciclos em que deveriam operar, validando assim a lógica computacional utilizada para o funcionamento do circuito de comando do conversor.

Figura 45 - Resultados experimentais do conversor BOOST CA-CA:

1( 1) C V CH e 2( 2) C V CH .

Fonte: Autoria própria.

Figura 46 - Resultados experimentais do conversor BOOST CA-CA:

1( 1) S V CH e 2( 2) S V CH .

CONCLUSÕES GERAIS

Ambientes experimentais sempre demandaram equipamentos confiáveis e eficazes para realização de ensaios. É seguro afirmar que, quanto mais aprimoradas forem as ferramentas utilizadas em um experimento, maiores serão as possibilidades de conseguir alcançar resultados fidedignos referentes ao que se está propondo. Tendo isso em mente, desenvolver uma nova e otimizada opção para alimentação de circuitos em laboratório representa uma contribuição para o desenvolvimento do método científico.

Sendo assim, a topologia de conversor BOOST CA-CA, apresentada neste trabalho, tem por finalidade aperfeiçoar a estratégia utilizada para alimentação de circuitos em ambientes de teste. Por meio do estudo detalhado das etapas de funcionamento do conversor, foi possível estruturar uma base sólida para o entendimento do princípio de funcionamento do mesmo. Realizou-se ainda o equacionamento referente a cada ciclo de operação, assim como a determinação das expressões para a definição dos parâmetros do circuito.

Com o intuito de comprovar o funcionamento da topologia, simulações auxiliadas pelo software PSIM foram realizadas. Constatou-se, por meio das mesmas, que o conversor possui tensão e corrente de entrada e saída senoidais e em fase, além de cumprir com a função de operar como um elevador de tensão. Logo, pôde-se verificar que o funcionamento do circuito seguiu o projeto previamente estabelecido, desempenhando sua função de maneira adequada. Devido ao fato de os valores dos componentes utilizados nas simulações terem sido dimensionados por meio das equações obtidas no capítulo 4, é possível afirmar que, de fato, tais equações são válidas para descrever e projetar o funcionamento da topologia.

Sendo determinada uma especificação de projeto, confeccionou-se um protótipo do conversor BOOST CA-CA para que fosse efetuada a validação experimental. Contudo, como mencionado no capítulo 5, problemas relacionados a ruídos foram identificados nos testes experimentais conforme o valor da tensão de entrada era incrementado. Os ruídos provocaram distorções severas na corrente de entrada do circuito, assim como na tensão de saída, chegando ao ponto de danificar alguns dos componentes da placa, como interruptores ou díodos, caso não fosse interrompida a alimentação do conversor.

Várias hipóteses para solução do problema foram testadas, como a instalação de um filtro capacitivo na entrada do conversor e também na saída do circuito comparador, além da instalação de resistores conectados em série com os terminais

gate de cada MOSFET. No entanto, nenhuma das medidas adotadas convergiu para

resolução do distúrbio, e a causa raiz do problema não pôde ser identificada.

Porém, reavaliando o layout da placa protótipo, constatou-se que não foi considerada a separação das trilhas relacionadas ao circuito de comando das trilhas relacionadas ao circuito de potência do conversor. Se considerarmos tal evidência somada ao fato de o circuito de comando operar em alta frequência, conclui-se que indutâncias parasitas podem ter sido inseridas ao circuito, e seriam elas as responsáveis por gerar os ruídos identificados nos testes. Então, uma provável solução para o problema seria o projeto e construção de uma placa protótipo que possuísse tal divisão entre os circuitos de comando e potência.

Devido ao problema descrito anteriormente, optou-se pela realização dos testes experimentais com uma tensão abaixo do especificado, sendo aplicada então uma tensão de entrada igual a 50 V, 60 Hz. Com os sinais obtidos através dos experimentos foi possível constatar que, assim como o que ocorre nas simulações, o conversor possui tanto a tensão quanto a corrente de entrada e saída senoidais e em fase. Notou-se ainda que o mesmo opera como um elevador de tensão, sendo que o seu funcionamento segue as equações definidas no decorrer do trabalho. O funcionamento da lógica computacional, implementada para operação do circuito de comando, assim como o circuito utilizado para detecção dos semiciclos de operação da rede, também puderam ser validadas através dos sinais obtidos.

Por fim, apesar dos problemas identificados no protótipo utilizado nos testes em laboratório, é possível afirmar que o conversor BOOST CA-CA proposto neste trabalho corresponde com as expectativas de funcionamento previamente estabelecidas. Visto que, através dos sinais obtidos por meio de simulações e experimentos, constatou-se que a topologia opera com alto fator de potência de entrada, e possui tensões e correntes de entrada e saída de boa qualidade. O problema enfrentado durante a etapa dos testes experimentais deve ser interpretado como um erro de implementação do circuito em placa, e não como um problema conceitual relacionado a concepção do conversor.