O documento descreve o desenvolvimento de um medidor microcontrolado de distorções harmônicas. O medidor mede as distorções harmônicas nas tensões e correntes em circuitos elétricos utilizando um microcontrolador para aquisição e processamento dos dados. Os resultados obtidos pelo medidor foram comparados com os valores teóricos, com erros menores que 10% para as primeiras 35 ordens harmônicas.
1. Centro de Ciências Exatas, Ambientais e de Tecnologias.
Engenharia Elétrica com Habilitação em Telecomunicações
Prêmio TCC 2011
Medidor Microcontrolado de
Distorções Harmônicas
2. • Introdução
• Necessidade
• Abordagem Geral
• Desenvolvimento e Metodologia
• Resultados
• Avaliação dos Resultados
• Conclusões
• Bibliografia
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Distorções Harmônicas
Tópicos
3. Introdução
Corrente ou tensão harmônica:
Sinal senoidal cuja frequência é múltiplo inteiro da frequência
fundamental do sinal de alimentação.
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4. Corrente ou tensão harmônica:
Melhor exemplo de aplicação é a onda quadrada.
Ordem da Amplitude Freqüência
harmônica
harmônica
(V)
harmônica
(Hz)
n An fn
1 10,000 60
3 3,333 180
5 2,000 300
7 1,429 420
9 1,111 540
11 0,909 660
13 0,769 780
15 0,667 900
17 0,588 1020
19 0,526 1140
21 0,476 1260
23 0,435 1380
25 0,400 1500
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Distorções Harmônicas
Introdução
6. Introdução
Aumento do uso de componentes não
lineares em circuitos eletroeletrônicos em
geral
Distorções harmônicas causam diversos
malefícios na rede CA
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Distorções Harmônicas
7. Necessidade
Controle da geração das fontes geradoras
Mitigação
Redução
Dimensionamento de componentes elétricos
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Distorções Harmônicas
8. Abordagem Geral
Qualidade de energia elétrica
Diversas medidas como flutuação, sobre
tensão, afundamento e etc.
Grande ou maior destaque às distorções
harmônicas
Maiores responsáveis pela geração das
distorções?
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Distorções Harmônicas
9. Abordagem Geral
Cargas não lineares são os maiores geradores
Semicondutores em geral (corte e saturação)
Triac’s, diac’s, SCR’s, diodos, etc.
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Distorções Harmônicas
14. Desenvolvimento e Metodologia
Circuito final
Entrada
analógica
Chave “H”
Sinal de
tensão
Sinal de
corrente
Divisor de
tensão
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Distorções Harmônicas
15. Aquisição dos dados
Desenvolvimento e Metodologia
ADC da plataforma
amostragem e quantização
8400 Hz e 10 bits
Entradas
analógicas
Entrada USB
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16. Processamento dos dados
Array com os dados amostrados e quantizados = buffer com 70 amostras.
Desenvolvimento e Metodologia
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17. Cálculos
Aplicação direta DFT.
Desenvolvimento e Metodologia
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Distorções Harmônicas
23. Erros de leitura de até 10 % até ordem 35
Utilização das medições para
dimensionamento de componentes elétricos
Fácil utilização
Possível melhora nos circuitos de conversão
Possível melhora na leitura dos sinais
Futuro desenvolvimento em medidor
completo
Baixo custo
Conclusões
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Distorções Harmônicas
24. P. H. Tavares. (2011, 15 November). [Online]. Available:
http://www.engematec.com.br/site/downloads/harmonicos_em_Instalacoes_eletricas
.pdf
H. Moreno, Harmônicos Nas Instalações Elétricas. ed. 1. São Paulo: PROCOBRE, 2001
FLUKE. (2011, 10 October). FLUKE 433 Analisadores de Qualidade de Energia Trifásica
[Online]. Available: http://www.fluke.com/fluke/brpt/Ferramentas-de-qualidade-de-
energia/Corrente-trif%C3%A1sica/Fluke-433.htm?PID=56079
Arduino. (2011, 5 October). Arduino Mega [Online]. Available:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Divisor_de_tens%C3%A3o
Bibliografia
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25. Muito obrigado!
Evandro Guilherme Miguel,
Graduado da Faculdade de Engenharia Elétrica
Habilitação em Telecomunicações da PUC
Campinas.
E-mail: evandroguilhermemiguel@hotmail.com
Fim
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