CAPÍTULO 5 Resultados Experimentais do Filtro Ativo Paralelo
5.3. Resultados Obtidos da Interface Gráfica com o Utilizador
Na Figura 5.27 (a) é apresentado o modo “Scope” da interface gráfica desenvolvida. Onde é possível visualizar a tensão e corrente na fonte do sistema monofásico com uma carga não linear (retificador com carga RC), sem a compensação do FAP, bem como a corrente de compensação injetada na rede elétrica, neste caso o
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FAP está desligado logo a corrente é zero. Para comprovar a veracidade dos resultados obtidos na interface gráfica desenvolvida, estes foram retirados em simultâneo com o medidor de QEE, Fluke 435. No caso da interface gráfica apenas são mostrados no gráfico dois ciclos da rede, sendo que no analisador são apresentados quatro ciclos (Figura 5.27 (b)). Contudo é possível verificar a igualdade dos sinais apresentados nos dois casos.
No modo “Scope” são também apresentados os valores eficazes dos sinais exibidos, pode-se da mesma forma verificar que os valores calculados na interface gráfica são muito aproximados aos calculados no Fluke 435.
(a) (b)
Figura 5.27 – Tensão e corrente na fonte do sistema monofásico sem compensação do FAP: (a) No modo “Scope” da interface gráfica; (b) No analisador de QEE Fluke 435.
Em seguida, na Figura 5.28 é mostrado o modo “Scope” com o FAP ligado, verifica-se que o botão de start ficou verde dando a indicação ao utilizador que o FAP está a compensar. Neste caso, para além da tensão e corrente na fonte pode-se também visualizar a corrente que está a ser injetada pelo FAP na rede elétrica.
Figura 5.28 – Formas de onda no modo “Scope”, com o FAP ligado.
Na Figura 5.29 apresentam-se as mesmas formas de onda, mas mostradas no Fluke 435. Apesar da corrente do FAP exibida na Figura 5.29 (b) apresentar uma maior
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resolução na escala de corrente, é percetível que ambas têm a mesma forma, assim como se constata que o valor eficaz foi igual em ambos os casos.
(a) (b)
Figura 5.29 – Formas de onda do sistema monofásico com o FAP a compensar: (a) Corrente e tensão na fonte; (b) Corrente no FAP.
No modo “Harmonics” é apresentado o espetro harmónico da corrente da fonte, bem como o respetivo valor da THD até à 15ª harmónica. Na Figura 5.30 (a) é possível ver o espetro harmónico sem a compensação do FAP. Em comparação com o espetro harmónico no Fluke 435 (Figura 5.30 (b)), é possível visualizar que as amplitudes das harmónicas são muito idênticas em ambos os gráficos. O valor da THD na interface gráfica apresenta uma ligeira discrepância com o calculado no Fluke 435. Esta diferença deve-se principalmente à baixa resolução numérica dos valores no cálculo da FFT. Outro motivo é o facto de que na interface gráfica apenas são utilizados 2 ciclos da rede para o cálculo da FFT, enquanto que no Fluke 435 são utlizados 10 ciclos.
(a) (b)
Figura 5.30 – Gráfico do espetro harmónico da corrente na fonte sem compensação do FAP: (a) Na interface gráfica; (b) No Fluke 435.
Na Figura 5.31 (a) é apresentado o espetro harmónico na interface gráfica agora com o FAP a compensar, comparando com a Figura 5.31 (b) pode-se ver que a discrepância do valor da THD aumentou em relação ao apresentado no caso anterior, como os valores são mais pequenos e a resolução é mais baixa, torna pior os valores
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obtidos. Este problema poderia ser colmatado com o envio de dados com uma maior resolução, e simultaneamente enviar mais de dois ciclos da rede, fazendo assim com que os cálculos da FFT tivessem uma maior resolução.
(a) (b)
Figura 5.31 – Gráfico do espetro harmónico da corrente na fonte com compensação do FAP: (a) Na interface gráfica; (b) No Fluke 435.
5.4. Conclusão
Neste capítulo foram apresentados os resultados experimentais obtidos com o Filtro Ativo Paralelo (FAP) monofásico implementado, bem como os resultados obtidos na interface gráfica com o utilizador desenvolvida. Foram realizados testes da operação do FAP com diferentes cargas, onde foi aferido o bom funcionamento do mesmo para redução do conteúdo harmónico e da potência reativa presentes na corrente absorvida pela carga. Em todas as cargas foi visto o funcionamento do mesmo com duas técnicas de comutação o controlo preditivo e PI. Ambas as técnicas de controlo apresentaram performances muito boas. Contudo, com o controlo PI obtiveram-se melhores valores da THD em relação ao controlo preditivo. A performance do controlo preditivo diminui quando a corrente sintetizada possui variações bruscas de corrente, esse fenómeno deve- se à grande variação da indutância de acoplamento à rede em função da corrente, parâmetro que entra nos cálculos da tensão de referência utilizando este controlo.
Por fim, foi mostrado o funcionamento da interface gráfica comparando os resultados obtidos no modo “Scope” e “Harmonics” com os mesmos resultados mostrados no analisador de Qualidade de Energia Elétrica (QEE) Fluke 435. Comprovou-se que os sinais mostrados no modo “Scope” estão em conformidade com os apresentados no Fluke 435, assim como os valores eficazes calculados são muito próximos dos mostrados no analisador de QEE. No caso do modo ”Harmonics”, as várias componentes harmónicas mostradas correspondem corretamente às apresentadas no espetro mostrado no Fluke 435, quanto ao valor calculado da THD este apresenta
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uma ligeira discrepância que se torna mais acentuada quando o valor da THD se torna baixa. Este facto deve-se à baixa resolução dos sinais recebidos pela interface gráfica, bem como ao número reduzido de ciclos com que é efetuado o cálculo da FFT.