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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37278| Título: | Desenvolvimento de um controlador automático de fator de potência de baixo custo utilizando um microcontrolador |
| Título(s) alternativo(s): | Development of a low-cost automatic power factor controller using a microcontroller |
| Autor(es): | Silva, Rogério Caselato Dutra da |
| Orientador(es): | Miotto, Ednei Luiz |
| Palavras-chave: | Microcontroladores Capacitadores Fator de potência Microcontrollers Capacitors Electric power factor |
| Data do documento: | 7-Mar-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Toledo |
| Citação: | SILVA, Rogério Caselato Dutra da. Desenvolvimento de um controlador automático de fator de potência de baixo custo utilizando um microcontrolador. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho de conclusão de curso desenvolveu um protótipo de um dispositivo para a correção automatizada de fator de potência utilizando o microcontrolador ESP-WROOM-32. Uma das justificativas para esta pesquisa está relacionado ao crescimento industrial e ao emprego inerente de cargas indutivas neste setor, que, por sua vez, eleva o consumo de potência reativa indutiva e, consequentemente, afeta o fator de potência das instalações elétricas de indústrias, resultando em perdas energéticas e possíveis penalidades tarifárias pela concessionária de energia elétrica. O objetivo principal deste trabalho é corrigir o fator de potência de uma instalação, reduzindo as perdas internas e evitando multas tarifárias por excesso do consumo de potência reativa fornecida pela concessionária de distribuição de energia. Neste sentido, este trabalho implementou um sistema de monitoramento em tempo real dos sinais de tensão e corrente da rede elétrica. A metodologia utilizada, inclui a aquisição e processamento digital desses sinais por um microcontrolador, que calcula o fator de potência atual do circuito, e atua sobre um banco de capacitores trifásico devidamente dimensionado, para compensar a potência reativa de até 2 kVAr, consumida pelas cargas indutivas, que são compostas por três motores trifásicos de indução de 1 CV cada. O sistema proposto conta com uma interface gráfica para exibição dos principais parâmetros da rede elétrica em tempo real. Os resultados de ensaios realizados demostraram o correto funcionamento do dispositivo, que controla corretamente o fator de potência entre 0,92 e 1. Adicionalmente, o sistema desenvolvido realiza um rodízio das células capacitivas acionadas de modo a manter uma isonomia no tempo de funcionamento de cada célula. Por fim, os resultados obtidos evidenciam que o protótipo desenvolvido pode ser aplicado tanto em ambientes acadêmicos, com fins educacionais, quanto em sistemas industriais, proporcionando maior eficiência energética, redução de custos e melhoria nos indicadores de qualidade de energia. |
| Abstract: | This final project covers the development of a prototype for a device that automatically corrects the power factor using the ESP-WROOM-32 microcontroller. One of the justifications for carrying out this research is related to industrial expansion and the inherent use of inductive loads in this field, which increases the consumption of reactive inductive power and, consequently, affects the power factor of electrical facilities in industries, resulting in energy losses and possible rate penalties applied by electric utility companies. The main aim of this work is to correct the power factor of a facility, reducing internal losses and avoiding rate penalties due to excessive consumption of reactive power provided by the electrical power distribution company. Therefore, this work implements a real-time voltage and current signal monitoring system for the electrical grid. The methodology employed consists of the acquisition and digital processing of the aforementioned signals using a microcontroller, which calculates the current circuit’s power factor and operates on a properly sized three-phase capacitor bank in order to compensate for reactive power consumed by inductive loads used in the tests. The proposed system also has a real-time graphical display of the power grid’s main parameters. The results of the tests performed showed the correct operation of the device, which correctly controls the power factor and keeps it between 0.92 and 1. Additionally, the implemented system rotates the activation of capacitive cells to maintain uniform operating time for each cell. In conclusion, the results make it clear that the system can be implemented in both academic and industrial environments—in the former with educational goals, whereas in the latter, it would be used to achieve greater energy efficiency, cost reduction, and improvements in energy quality metrics. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37278 |
| Aparece nas coleções: | TD - Engenharia Eletrônica |
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