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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33482| Título: | Projeto e implementação de um módulo de controle de frequência para geradores síncronos |
| Título(s) alternativo(s): | Design and implementation of synchronous generators frequency control module |
| Autor(es): | Wanderley, Davi Durigan |
| Orientador(es): | Barcik, Marcelo |
| Palavras-chave: | Geradores síncronos Sistemas de energia elétrica Controladores PID Circuitos eletrônicos Synchronous generators Electric power systems PID controllers Electronic circuits |
| Data do documento: | 25-Nov-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | WANDERLEY, Davi Durigan. Projeto e implementação de um módulo de controle de frequência para geradores síncronos. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | A energia elétrica dos sistemas elétricos de potência é majoritariamente gerada através da utilização de geradores síncronos. Uma das necessidades dessas máquinas para operarem corretamente e para garantir a boa qualidade da energia elétrica gerada, tanto na operação isolada como na operação em paralelo com outros geradores, é o controle de frequência da tensão gerada. Como a frequência da tensão gerada é controlada através da rotação do gerador, esse controle é feito através da regulação da potência da máquina primária. Estudantes de engenharia e técnicos em eletricidade que se deparam com a utilização de geradores síncronos devem aprender sobre como é realizado esse controle. E, por ser um sistema complexo, existe uma certa dificuldade em visualizar e compreender como esse controle é feito em uma operação real. Para fornecer um auxílio para a compreensão do assunto, esse trabalho mostra a realização do desenvolvimento de um módulo que faz esse controle de frequência de uma maneira didática, de fácil utilização e implementação. Através de circuitos eletrônicos, um Arduino mede o valor da frequência da tensão gerada e faz o ajuste de potência da máquina primária a fim de manter a frequência da tensão igual a um valor de tensão de referência. Esse valor pode ser determinado de forma digital ou analógica e é passado para o Arduino. Para fazer esse controle, através da utilização do Simulink, é gerado um programa com o sistema de controle em malha fechada, executado pelo Arduino. Ao montar o módulo, realizar testes de operação do gerador e corrigir os ganhos do sistema de controle através de tentativa e erro, foi possível controlar a frequência da tensão gerada com uma boa precisão. Também em testes de variação de carga aplicada ao gerador para demonstrar o funcionamento em uma operação isolada, o sistema foi capaz de se corrigir mantendo o valor da frequência similar ao valor de referência. Os resultados obtidos foram satisfatórios, demonstrando o comportamento do gerador síncrono e podendo auxiliar estudantes do assunto. |
| Abstract: | The electrical energy of the electrical power systems is mostly generated through the use of synchronous generators. In order to operate correctly and to guarantee the quality of the electrical energy generated, both in isolated operations and parallel operations with other generators, the frequency control of the generated voltage is necessary. Since the frequency of the generated voltage is controlled through the rotation of the generator, the control is done by regulating the primary machine’s power. Students of synchronous generators must learn about how this control is performed, and since it is a complex system, there is some difficulty in visualizing and understanding how this control is done in a real operation. To provide an easier way for the understanding of the subject, this thesis elaborates a module that shows this frequency control in a didactic way, easy to use and easy to implement. With the use of electronic circuits, an Arduino can measure the generated voltage’s frequency and adjusts the power of the primary machine in order to keep the voltage frequency equal to a reference value. This value can be determined digitally or analogically. To make this control, with the use of the Simulink, a code is generated with the closed-loop control system, executed by Arduino. After assembling the module, testing the operation of the generator and correcting the control system gains, it was possible to control the frequency of the generated voltage with good accuracy. During tests changing the load applied to the generator, in order to demonstrate an isolated operation, the system was able to correct itself by keeping the frequency value similar to the reference value. The obtained results were satisfactory, demonstrating the behavior of the synchronous generator and being able to help students of the subject. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33482 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Elétrica |
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