Estudo comparativo de métodos de redução da sobretensão em motores acionados por conversores de frequências.

• Autor(a) principal: Santos, Daniel de Paula dos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-20032023-074309/
• topic: Conversores elétricos; Electric motors; Electrical power systems; Eletrônica de potência; Motores elétricos; Power converters.; Power electronics; Sistemas elétricos de potência

O acionamento de motores elétricos na indústria é realizado predominantemente por conversores de frequências. A conexão entre conversores e motores é feita por cabos elétricos. Esses cabos propagam os pulsos emitidos pelos conversores até os terminais de entrada do motor. A combinação de fatores como cabos longos, curto tempo de subida do pulso e grande diferença entre as impedâncias dos cabos e do motor, pode gerar reflexão de pulsos na interface entre cabos e motor. Essa reflexão de pulsos, em geral, origina, também, o aumento da tensão nessa interface, a sobretensão, que pode vir a causar queima ou stress do sistema de isolação das bobinas do motor. O processo de reflexão do pulso gera, não só uma sobretensão instantânea, como, também, um transitório com oscilação causada pelas posteriores reflexões desse pulso nos terminais do conversor e nos terminais do motor. A literatura técnica apresenta diversos métodos para evitar ou reduzir a amplitude da sobretensão. Entretanto, à medida que as tecnologias dos conversores avançam e novos semicondutores são incorporados a esses dispositivos, os seus pulsos passam a ser emitidos com frequências cada vez maiores e tempos de subida cada vez menores, aumentando a ocorrência e a amplitude da sobretensão. A intensificação dos fatores geradores da sobretensão motiva o desenvolvimento de novas técnicas de mitigação da sobretensão, principalmente, técnicas que sejam flexíveis e adaptáveis a cenários futuros, nos quais esses fatores geradores da sobretensão tenham se agravado ainda mais. É nesse intuito que os métodos de redução da sobretensão que atuam nos conversores, que por meio de estratégias de chaveamento, visam a superpor os pulsos refletidos com novos pulsos emitidos pelo conversor, resultando em redução da amplitude dos pulsos refletidos, e consequente redução da amplitude da sobretensão. Avaliações individuais e comparativas de métodos consagrados para a redução da sobretensão e métodos que superpõem pulsos foram realizadas por meio de simulações computacionais. Todos os métodos avaliados foram capazes de reduzir consideravelmente a sobretensão. Após a otimização de alguns parâmetros dos métodos que utilizam da superposição de pulsos, a sobretensão foi reduzida a patamares ainda mais baixos.