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Título: Redução de harmônicos de corrente em sistemas de iluminação à LEDs dimerizáveis
Título(s) alternativo(s): Reduction of current harmonics in dimmable LED lighting systems
Autor(es): Scopel, Daniel
Orientador(es): Lopes, Juliano de Pelegrini
Palavras-chave: Eletrônica de potência
Filtros elétricos passivos
Harmônicos (Ondas elétricas)
Diodos emissores de luz
Iluminação
Power electronics
Electric filters, Passive
Harmonics (Electric waves)
Light emitting diodes
Lighting
Data do documento: 28-Nov-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: SCOPEL, Daniel. Redução de harmônicos de corrente em sistemas de iluminação à LEDs dimerizáveis. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2019.
Resumo: O presente trabalho apresenta soluções para redução de harmônicos de corrente provenientes de um sistema de iluminação à LEDs dimerizáveis. Tem como objetivo, encontrar uma forma eficiente e barata para reduzir consideravelmente tais harmônicos. Inicia-se com a fundamentação teórica sobre cargas não-lineares, assim como, o funcionamento do dispositivo TRIAC, componente responsável pelo chaveamento em corrente alternada no circuito. Posteriormente, comenta-se o efeito de harmônicos em sistemas elétricos, além de indicadores e maneiras de adequar estes dentro de padrões colocados por normas e recomendações internacionais. É realizado a aplicação de algumas equações matemáticas como desenvolvimento do projeto de um filtro, considerando volume físico, eficiência na redução de harmônicos, além da viabilidade econômica. Realiza-se simulações computacionais dos circuitos propostos, em seguida, a implementação prática, afim de comprovar a teoria e verificar se os índices de distorção harmônica estão nos padrões aceitáveis. Nas simulações computacionais, ambos os filtros reduziram a THD em aproximadamente 77%. Com os resultados obtidos na implementação, o filtro amortecido de segunda ordem se mostrou mais eficiente na redução de harmônicos de corrente, com uma redução de 72% na THD, contra 59% com o uso do filtro sintonizado. Houve uma queda considerável no fator de potência do circuito, tornando-o com característica de um circuito capacitivo. Ou seja, ambos os filtros tornam a tensão atrasada em aproximadamente 90° em relação a corrente.
Abstract: The present study proposes solutions to reduce the current harmonics from a dimmable LED illumination system. The purpose is to find an efficient and cheap way to considerably reduce those. It begins with a theoretical fundament about non-linear loads, as well as the operation of the TRIAC device, the component responsible for the switching of alternating current in a circuit. Afterwards it mentions the effect of harmonics in electrical systems, besides indicators and ways of adapting it within standards placed by norms and international recommendations. The application of some mathematical equations is performed as a development of a filter project, considering the physical volume, the efficiency in reducing the harmonics, beyond the economic viability. Computer simulations of the proposed circuits are also performed, followed by the practical implementation in order to prove the theory and check if the harmonic distortion index is within acceptable standards. Judging by the implementation results, the second order low pass filter was the most efficient on the current harmonics reduction. Both of the filters turned the circuit power factors considerably worse, becoming with a capacitive circuit characteristics. In order words, both of the filters made the delayed tension in about 90° regarding the current.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29490
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