Protótipo para controle de fator de potência em baixa tensão usando Arduíno.

Resumo

CHAGURY, M. Protótipo para controle de fator de potência em baixa tensão usando Arduíno. 66 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Gestão e Tecnologia de Sistemas Produtivos). Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, São Paulo, 2016.

O presente trabalho tem por objetivo apresentar um protótipo para o controle do fator de potência em instalações elétricas monofásicas de 60 Hz, 220 V de até 100 A. A pesquisa consiste em desenvolver um protótipo utilizando a plataforma Arduíno que é equipada com microcontrolador AVR, para comutar bancos de capacitores conectando ou desconectando capacitores à rede conforme sejam necessários. O trabalho baseia-se na montagem de um protótipo para ser acoplado à linha elétrica, com cargas em funcionamento, que seja capaz de monitorar a tensão e a corrente elétrica, determinar se há energia reativa na linha e sua natureza e então comandar relés que acionam o banco de capacitores para corrigir o fator de potência. O protótipo destina-se a conectar ou desconectar capacitores em paralelo à carga, de modo que a energia reativa indutiva e a reativa capacitiva fiquem balanceadas e transite entre a carga e os capacitores para não serem devolvidas à linha de transmissão. O protótipo não participa diretamente do circuito RLC, circuito composto por elementos resistivos, indutivos e capacitivos, sua função é a de monitorar a rede e acionar os capacitores acoplando-os em paralelo à linha. Os capacitores, quando acoplados fazem parte do circuito RLC. Para atingir estes objetivos definiram-se os parâmetros elétricos das instalações elétricas nas quais o protótipo poderá ser empregado. Projetou-se o seu circuito elétrico analógico, que tem por função tratar o sinal elétrico antes da sua conversão para sinais digitais. O protótipo foi montado com peças disponíveis e de fácil aquisição no mercado. Alguns dos componentes, como os circuitos que fazem a interface com os relés são elementos da plataforma Arduíno. O circuito analógico, foi construído pelo autor. O software de controle foi desenvolvido e instalado no protótipo e para comprovação da sua funcionalidade e resposta foram feitos ensaios em laborarório com diversas cargas capacitivas e indutivas. Os valores apurados com instrumentos foram comparados com os valores apresentados pelo protótipo. Também foi observado como o protótipo reagiu, em relação à comutação de relés, quando submetido a cada uma das cargas.
Observou-se que o protótipo é sensível a cargas capacitivas superiores a 1 microfarad e não comuta relés quando submetidos a valores inferiores e este. O protótipo é sensível a cargas reativas superiores a 22 VAr. O tempo de resposta do protótipo para efetuar as leituras e comandar cada um dos capacitores é de aproximadamente um segundo.