Estratégia de Controle para Melhoria da Eficiência da Conversão Mecânico-elétrica do GRV

Abstract

O objetivo deste artigo é propor uma estratégia de melhoria da conversão eletromecânica de energia do Gerador a Relutância Variável (GRV). Esta estratégia é implementada através do controle da magnetização de cada fase do GRV. Para isto, foi utilizado um compensador do tipo PI para controlar a tensão na carga atuando no ângulo de abertura da chave superior do conversor em ponte assimétrica, half-bridge (HB), o que adiciona uma etapa de roda-livre às etapas de operação do conversor. No sentido de verificar a eficiência da estratégia proposta, foram desenvolvidas duas ações de trabalho. A primeira foi o desenvolvimento da simulação matemática do GRV no ambiente Matlab/Simulink®, acionado pela estratégia proposta. Na modelagem do GRV utilizou-se a abordagem não-linear, que inclui a representação da saturação do circuito magnético através do conceito de indutância incremental modelada através da Série de Fourier. Toda a estratégia de controle, o compensador PI, o conversor e os demais circuitos foram também simulados. A segunda foi o desenvolvimento de uma bancada experimental contendo um GRV de 5,0 kW, uma máquina primária, o conversor HB, circuitos de controle e uma carga resistiva. Foram realizados testes para diversos pontos de operação, tanto no modo de operação tradicional como para a estratégia proposta. Os resultados, de simulação e experimentais, apontam para melhoria advinda da estratégia proposta. Convém ressaltar ainda, que, para este experimento, foram utilizados apenas componentes analógicos, o que reduziu significativamente o custo total do sistema de acionamento.