Desenvolvimento de um Sistema de Excitação para geradores

Desenvolvimento de um Sistema de Excitação para geradores
síncronos, implementado em CLP, utilizando estratégia de controle
robusto com modos deslizantes.
Matheus Villela Torres, Jean Marcos de Souza Ribeiro – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira –
FEIS/UNESP – Engenharia Elétrica – [email protected], [email protected] –
FAPESP.
Palavras Chave: CLP, AVR, Controle CEV-MD.
Introdução
Resultados e Discussão
A regulação automática de tensão (Automatic Voltage
Regulator, AVR) é amplamente utilizada em aplicações
com geradores síncronos, por isso este tema é
bastante atual e de grande interesse na comunidade
científica [1,2].
A Figura 1 apresenta as partes de um sistema de
controle da excitação de uma máquina síncrona. O
campo da máquina síncrona é alimentado pela corrente
fornecida pela excitatriz, que pode ser do tipo estático
ou sem escovas. O controle da corrente fornecida pela
excitatriz e elementos de regulação e proteção são
implementados no AVR, que neste trabalhado utilizará
a estratégia de controle robusto com estrutura variável
e modos deslizantes (CEV-MD).
Para saber-se qual será o comportamento do sistema
da Figura 2, quando o mesmo for implementado em
bancada em um Controlador Lógico Programável
(CLP), simulou-se este no Matlab/Simulink, podendo-se
assim averiguar se o sistema tem uma resposta
estável. Aplicando-se uma entrada degrau na
referência do sistema, obteve-se as seguintes
respostas, apresentadas na Figura 3.
Tensão terminal em resposta ao degrau
Tensão [p.u.]
1
0.8
Referência
Tensão
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
3.5
4
Superfície de deslizamento do CEV-MD
10
Superfície
8
Figura 1. Diagrama de bloco do sistema de controle de
excitação [2].
Material e Métodos
Para o projeto do controlador foi utilizado o sistema de
controle conforme Figura 2. O controlador foi simulado
no Matlab/Simulink.
4
2
0
Objetivos
O objetivo principal deste trabalho é apresentar uma
técnica de controle robusto do sistema de excitação de
um gerador síncrono.
6
-2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Tempo [seg]
Figura 3. Respostas para simulação do AVR.
Conclusões
Em primeira análise de estabilidade, os resultados
simulados no MATLAB foram animadores, sendo que o
sistema de controle mostrou-se estável para entrada
degrau. O próximo passo será a implementação deste
sistema de controle em CLP. Além do CLP, será
utilizado um software supervisório para interfacear
graficamente com o AVR.
Agradecimentos
Os autores agradecem a FAPESP pelo apoio e suporte
financeiro.
____________________
1
Figura 2. Controlador CEV-MD para o AVR.
XXV Congresso de Iniciação Científica
HONG, C.S.; TAIB, S.B.; RAO, K.S.R, DAUT, I. Development of
Automatic Voltage Regulator for Synchronous Generator. National Power
and Energy Conference (PECon). IEEE Conference Publication. Kuala
Lumpur, Malasyia, 2004.
2
MARTINS, L.C. Desenvolvimento de um Regulador de Tensão para
Gerador Elétrico através do Método de Controle de Modo Deslizante.
Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), 2004.