J.G. Pinto, Henrique Gonçalves, João L. Afonso Centro Algoritmi, Universidade do Minho, Guimarães, Portugal gabriel.pinto@algoritmi.uminho.pt; henrique.goncalves@algoritmi.uminho.pt; joao.l.afonso@algoritmi.uminho.pt www.gepe.dei.uminho.pt
Os condicionadores ativos são equipamentos baseados em eletrónica de potência que permitem mitigar de forma dinâmica diversos problemas nas tensões e nas correntes do sistema elétrico, contribuindo efetivamente para a melhoria da produtividade das indústrias, reduzindo os prejuízos provocados pelos problemas da Qualidade da Energia Elétrica.
robótica
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DOSSIER . ELETRÓNICA DE POTÊNCIA
Condicionadores Ativos de Potência para Mitigação de Problemas da Qualidade da Energia Elétrica em Instalações Industriais
INTRODUÇÃO Os avanços na área das microtecnologias verificados nas últimas décadas permitiram o desenvolvimento de semicondutores de potência mais rápidos e com menores perdas de operação. A utilização destes componentes eletrónicos possibilitou a otimização de processos produtivos ao nível do rendimento, controlabilidade e custo, permitindo inclusive a execução de tarefas anteriormente inimagináveis. Com a massificação da produção, os preços baixaram, e a proliferação destes componentes eletrónicos foi de tal forma acentuada que atualmente estão presentes na grande maioria dos
equipamentos elétricos. Contudo esta evolução tecnológica não acarretou só vantagens, uma vez que os dispositivos baseados em semicondutores de potência são responsáveis por provocar diversos problemas nos sistemas elétricos. A preocupação com o bom funcionamento dos sistemas elétricos esteve na origem do termo Power Quality, usualmente traduzido para português como Qualidade da Energia Elétrica. Existem diversas definições para o que são os problemas da Qualidade da Energia Elétrica, de entre as quais pode-se destacar: “Qualquer problema manifestado na ten-
são, corrente ou variação da frequência que resulte numa falha ou mau funcionamento em equipamentos do utilizador”. Estudos realizados por organizações internacionais corroboram que a qualidade da energia elétrica é um fator fundamental para o aumento da produtividade das empresas, sendo isto tão mais verdadeiro quanto maior o grau de utilização de novas tecnologias nos processos produtivos. Segundo o EPRI (Electric Power Research Institute) os problemas relacionados com a qualidade da energia e interrupções de fornecimento custam à economia dos Estados Unidos mais de 100 mil milhões de euros por ano. De acordo com o European COPPER Institute - Leonardo Energy Initiative, o custo dos problemas da qualidade da energia elétrica na Europa é estimado em mais de 150 mil milhões de euros por ano. Os condicionadores ativos de potência são equipamentos eletrónicos que permitem compensar de forma dinâmica o fator de potência das instalações e simultaneamente mitigar diversos problemas da qualidade da energia nas tensões e nas correntes do sistema elétrico, nomeadamente, cavas (subtensões de curta duração) subtensões, sobretensões, harmónicas, e desequilíbrios, contribuindo ativamente para um ambiente favorável à laboração das empresas, e para a redução dos prejuízos provocados por este tipo de problemas.
FILTRO ATIVO PARALELO Um Filtro Ativo Paralelo (FAP) é usualmente aplicado nas instalações elétricas do consumidor com o objetivo de compensar as harmónicas de corrente, os