FONTE DE ALIMENTAÇÃO CA MONOFÁSICA COM ADIÇÃO DE HARMÔNICOS

Transcrição

1 FONTE DE ALIMENTAÇÃO CA MONOFÁSICA COM ADIÇÃO DE HARMÔNICOS Marcello Mezaroba 1,2, Joselio A. Heerd 1,2 Alessandro L. Baschauer 1,2, Neomar Giacomini 1 e Jonahan D. Sperb 1 s: {mezaroba, jaheerd, baschauer, neomar, jonahan}@joinville.udesc.br 1 Universidade do Esado de Sana Caarina UDESC Campus Universiário Prof. Avelino Marcane s/n Bairro Bom Reiro, CEP: Joinville, SC, Brasil. Resumo Esse rabalho apresena a implemenação de uma Fone de Alimenação CA que permie a adição de coneúdo harmônico. A fone proporciona a geração de sinais genéricos, além da possibilidade de programação de disúrbios comuns em redes, como fluuações e ransiórios. Para os circuios de poência são proposos conversores com comuação suave, que aumenam a eficiência e possibiliam maior compacação. A geração dos sinais é feia por um circuio baseado em DSP, que ambém é responsável pela supervisão, sinalização, inerface com o usuário e comunicação serial com PC. São apresenados resulados experimenais para diferenes ipos de formas de onda, comprovando a eficácia da solução proposa. Palavraschave Fones de Alimenação CA, Inversores, Conversores CCCC, Comuação Suave, DSP. SINGLE PHASE AC POWER SOURCE WITH HARMONICS Absrac This paper presens he implemenaion of an AC Power Source ha allow he addiion of harmonics in he oupu signal. The proposed source provides generic volage power generaion and also can be used o program volage dips, shor inerrupions and volage variaions in power supply sysems. The power sage uses sof swiched converers ha increase he efficiency and make possible a high condensaion. The signal generaion is implemened in a DSP based circui, which also is responsible for he graphic inerface, serial communicaion, proecions and alarms. Experimenal resuls are presened using differen waveforms and show he good performance of proposed source. Keywords AC Power Sources, Inverers, DCDC Converers, Sof Commuaion, DSP.. Arigo submeido em 19/03/2007. Revisão em 14/05/2007. Aceio por recomendação do edior R. M. Sephan. 2 Supplier Ind. e Com. de Eleroelerônicos Lda Rua Arno Waldemar Döhler, nº 957 Sala B20 Bairro: Sano Anônio, CEP Joinville, SC, Brasil. I. INTRODUÇÃO Com o avanço dos semiconduores, cada vez mais o processameno elerônico de energia se faz presene em odos os segmenos da sociedade. No meio indusrial, a uilização de conversores proporcionou a auomação de processos, incremenando a produividade e melhorando a qualidade dos produos manufaurados. Junamene com os benefícios dessas aplicações, surgiram diversos problemas devido às écnicas de processameno de energia uilizadas nos conversores esáicos. Denre os problemas mais comuns podese ciar a geração de ruídos eleromagnéicos das mais variadas freqüências, que ao circularem nas redes de energia podem causar inerferência e danos a ouros sisemas conecados a ela. Ouro problema comum é o baixo faor de poência inerene a opologias reificadoras comumene uilizadas em equipamenos elerônicos De forma a garanir uma limiação dos disúrbios gerados por equipamenos elerônicos comerciais e indusriais, foram criadas diversas normas inernacionais pelas quais os produos devem ser submeidos para garanir que se seu funcionameno não inerfira significaivamene na qualidade da rede elérica. Algumas das principais normas inernacionais são publicadas pela IEC (Inernaional Elecroechnical Commission), com desaque para as normas IEC que versam sobre EMC (Elecromagneic compaibiliy). Tais normas ambém padronizam eses que visam verificar a imunidade do equipameno frene a disúrbios comumene observados na rede. Para possibiliar os eses em laboraórios e verificar sua conformidade com as normas, é necessária a uilização de sofisicados equipamenos de geração e medição, como Geradores de Transienes Rápidos, Fones de Alimenação CA, Geradores de Pulsos de Ala Tensão, Analisadores de Especro, Osciloscópios, ec. Apesar da demanda crescene, muias vezes eses equipamenos não esão acessíveis aos fabricanes de eleroelerônicos devido ao alo cuso e ao fao de serem em sua maioria imporados. Visando aender as necessidades do seor produivo, iniciaramse esudos para o domínio ecnológico de equipamenos usados nas cerificações, com ênfase no desenvolvimeno de fones de alimenação CA com possibilidade de adição de coneúdo harmônico. Esse ipo de fone pode ser uilizado para efeuar a variação de ampliude e freqüência da ensão de saída, bem como inroduzir harmônicas ao sinal visando reproduzir as condições reais de uma rede de alimenação. Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de

2 Oura aplicação possível é a programação de disúrbios comuns em redes, como fluuações e ransiórios. As fones de alimenação CA êm sido muio esudadas na lieraura [1][5], abordando principalmene novas écnicas de conrole digial que podem ser aplicadas em DSP (processador digial de sinais) visando a redução do hardware e melhoria na qualidade dos sinais de saída. A adoção de um conrole digial baseado em DSP apresena vanagens como flexibilidade, versailidade e condensação, além da possibilidade de implemenação de proeções, sinalizações e comunicação, sem envolver um hardware adicional. Além dos esudos feios com visas à melhoria das écnicas de conrole, muios ouros rabalhos êm sido desenvolvidos buscando melhorias no processameno de energia, objeivando a diminuição no volume dos conversores e conseqüenemene do seu cuso. Isso pode ser obido com o aumeno da freqüência de chaveameno associado à inrodução de circuios que proporcionam a comuação suave, permiindo um aumeno considerável na freqüência de chaveameno sem causar uma elevação significaiva das perdas [6][17]. No decorrer do rabalho será apresenada uma descrição dealhada da implemenação de uma Fone de Alimenação CA com ampliude e freqüência variáveis, que possibilia a reprodução de sinais genéricos, aravés da inrodução de componenes harmônicos ao sinal de saída. II. APRESENTAÇÃO DOS CIRCUITOS O eságio de enrada é responsável pela conversão CACC que disponibilizará um barrameno de ensão conínua ao próximo eságio. Esse eságio ambém possui um limiador de correne de parida e um filro de inerferência eleromagnéica. O eságio seguine é formado por um conversor CCCC isolado em ala freqüência, que é responsável por fornecer um barrameno regulado e ajusável. A variação da ensão no barrameno é imporane para a operação do eságio seguine, pois garane que o inversor rabalhe com índice de modulação alo mesmo quando se deseja ensões de saída reduzidas. Isso é feio, variando o barrameno CC junamene com a variação da saída CA, diminuindo muio as ondulações de chaveameno na saída do inversor e conseqüenemene manendo uma uniformidade na qualidade da ensão em oda sua faixa de variação. O conversor CCCA é responsável pela geração da ensão alernada de saída, seguindo a referência produzida no gerador de sinais genéricos. O inversor possui um filro de saída com uma grande banda passane, que permie a reprodução de sinais genéricos com grande coneúdo harmônico. Como já foi dio, o barrameno CC variável permie uma excelene qualidade da ensão gerada mesmo para baixas ampliudes. O eságio de saída possui filragem de inerferência eleromagnéica e uma chave responsável pelo acoplameno da carga. Em siuações onde ocorre algum ipo de proeção ou falha, a chave auomaicamene desconeca a carga. O eságio responsável pela geração dos sinais que serão reproduzidos pelo inversor acumula ambém funções de supervisão, sinalização, proeção e inicialização dos conversores, além de conrolar a inerface com o usuário e a comunicação serial RS232. As fones auxiliares são uilizadas na alimenação dos circuios de comando e conrole dos conversores. Os circuios que compõem cada eságio serão apresenados individualmene, junamene com as respecivas écnicas de operação. A. Eságio de enrada O diagrama que ilusra os circuios que compõem o eságio de enrada pode ser observado na Figura 2. O diagrama de blocos da fone proposa pode ser viso na Figura 1. A fone é alimenada a parir de uma rede monofásica. Fase Fusível Conaor Enrada Précarga Varisor Filro EMI Pone Reificadora Vin Fones Auxiliares Neuro Rede CA Eságio de Enrada Conversor CCCC Isolado Gerador Genérico Conversor CCCA Eságio de Saída Fig. 1. Diagrama de Blocos da Fone Proposa. Carga GND Fig. 2. Eságio de Enrada. A fone é alimenada a rês fios (fase, neuro e erra) a parir da rede elérica. Na seqüência podemos observar a presença de um fusível de proeção seguido do conaor que é responsável pela energização do circuio de poência e é comandado pelo circuio de supervisão. O circuio de précarga é responsável pela limiação da correne de pico circulane no eságio de enrada durane a energização, proegendo principalmene os diodos da pone reificadora e eviando a queima de fusíveis. Para a proeção dos conversores conra possíveis sobreensões é uilizado um varisor em paralelo com a rede elérica. Ainda anes da pone reificadora é uilizado um filro de inerferência eleromagnéica. Tal filro é uilizado para diminuir a circulação dos ruídos de modo comum e diferencial comuns em conversores chaveados. O úlimo circuio é um reificador em pone complea com filro capaciivo, que faz a conversão da ensão alernada em conínua, buscando prover um barrameno que será uilizado pelo eságio CCCC. B. Conversor CCCC Isolado Um dos eságios mais imporanes da fone proposa é o conversor CCCC. Ele é responsável pela isolação enre o eságio de enrada e de saída e pela regulação da ensão CC, 122 Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de 2007

3 independene de variações na enrada e na carga. Oura caracerísica desejada é que o barrameno de saída enha ensão ajusável, conforme a necessidade do eságio seguine. O conversor escolhido para execuar essa função foi o conversor CCCC FBZVSPWMPS, que pode ser viso na Figura 3. Vin a S1 S3 D1 D3 C1 Lr C3 b S2 S4 D2 D4 C2 C4 T D5 D7 Lo D6 Fig. 3. Conversor CCCC FBZVSPWMPS. As iniciais das palavras que descrevem suas principais caracerísicas são: FB Pone Complea (Full Bridge), ZVS Comuação sob Tensão Nula (Zero Volage Swiching), PWM Modulação por Largura de Pulso (Pulse Widh Modulaion) e PS Deslocameno de Fase (Phase Shif). Esse conversor é basane conhecido no meio acadêmico [14][17] e muio uilizado no meio indusrial, principalmene pelos fabricanes de fones chaveadas para elefonia. O principal pono posiivo dessa opologia esá na ala eficiência, que é obida aravés do chaveameno com comuação suave ZVS, reduzindo as perdas por comuação. Essa caracerísica ambém possibilia uma maior compacação do conversor, pois possibilia a operação em freqüências elevadas diminuindo o volume dos maeriais magnéicos. A écnica de modulação uilizada é conhecida como Phase Shif (PS). A ensão Vab e conseqüenemene a poência ransferida para saida são conroladas pela defasagem enre os sinais de comando dos braços, conforme represenado na Figura 4. Para o sisema de conrole foi uilizado o diagrama ilusrado na Figura 5. A écnica de conrole por valores médios é bem dominada pelos projeisas desse ipo de conversor e consise na uilização de duas malhas de conrole, uma responsável pelo conrole insanâneo da correne do filro de saída e oura que conrola o valor médio da ensão de saída do conversor. S1 S3 S4 S2 Vi Vi Vab T Ts/2 Fig. 4. Sinais de comando e ensão V ab. D8 Ts Co Ro E A malha de correne é rápida e força a correne seguir uma referência aravés da variação do defasameno dos braços e conseqüenemene da ensão aplicada ao filro. Devido a sua rapidez, essa malha garane robusez ao conversor, proegendoo conra possíveis sobrecargas em sua saída. Para o conrole da ensão de saída é uilizada uma malha lena que conrola o valor médio da ensão de saída, sem se preocupar com ransiórios rápidos e ondulações do barrameno. Uma variação no valor médio da ensão de saída é corrigida aravés da mudança da correne de referência do conversor. Ao variar a correne de referência, a malha de conrole regula a ensão de saída indireamene com o aumeno ou diminuição da correne fornecida ao capacior de saída. V ref Conrolador de ensão I ref Conrolador de correne Sensor de Tensão Modulador Phase Shif Sensor de Correne Alimenação I ou Circuio de Poência Filro de Saída Fig. 5. Diagrama de Blocos do Conrole do Conversor CCCC. C. Conversor CCCA O eságio responsável pela geração da ensão de saída da fone pode ser viso na Figura 6. Ele é composo por um inversor monofásico em pone complea seguido de um filro LC. BuckBoos QSC_ZVS Za Da La Cg E Ls Z 1 Z 3 Snubber de Undeland Modificado D S1 D S3 D1 D3 CS1 Lf Fig. 6. Eságio CCCA. O inversor proposo opera com modulação PWM 3 níveis, fazendo com que a freqüência aplicada ao filro seja o dobro da freqüência de comuação dos inerrupores. Essa esraégia possibilia a redução do volume do filro, além de propiciar um aumeno da banda passane, possibiliando a reprodução de harmônicas de ala ordem. Para possibiliar o chaveameno em ala freqüência, foi a dicionado ao conversor um circuio passivo de ajuda a comuação, baseado no Snubber de Undeland [6]. Esse circuio é responsável pela limiação das derivadas de ensão e correne nos inerrupores, diminuindo significaivamene as perdas de comuação. Apesar de diminuir as perdas por comuação, o circuio do Snubber de Undeland inicialmene proposo não melhora o rendimeno da opologia, pois a energia reirada das comuações é ransferida ao capacior de armazenagem Cg e usualmene dissipada por um resisor em paralelo. Para melhorar a eficiência da opologia foi acrescenado um eságio respon C f Carga Z 2 Z 4 DS2 DS4 D2 D4 V ou CS2 Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de

4 sável pela regeneração da energia armazenada no capacior Cg, devolvendo ao barrameno CC. Para isso foi uilizado o conversor BuckBoos QSCZVS (QuasiSquareWave Converer) [11], que opera com comuação suave, freqüência e razão cíclica fixas, ornando o seu comando muio simples. A uilização desse circuio regenerador confere ao eságio CCCA ala eficiência e conseqüenemene redução de peso e volume. A esraégia de conrole uilizada é baseada no conrole insanâneo da ensão de saída, fazendo com que o conversor siga uma ensão de referência obida do gerador de sinais genéricos. O diagrama de blocos do conrole pode ser observado na Figura 7. V ref Conrolador de ensão Modulador PWM Sensor de Tensão Barrameno Circuio de Poência Filro de Saída Fig. 7. Diagrama de conrole do inversor Módulo (db) V ou assim que a carga sofra inerferências geradas pelo chaveameno dos conversores. Após o filro exise um conaor bipolar de saída que desconeca a carga sempre que a fone esiver desligada, ou seja, desaivada pelos circuios de supervisão e conrole. Esse conaor possui uma lógica de conaos normalmene abero, ou seja, abre a carga em casos de fala de energia e somene é reabiliado com a inerferência do usuário. Em caso de ocorrer alguma falha em um dos eságios da fone, esse conaor ambém é desabiliado. Saida Inversor Filro EMI Conaor Saida Fig. 10. Eságio de saída. Saida Fone GND E. Gerador Genérico O gerador genérico é o circuio responsável pela geração dos sinais de referência para os conversores de poência, comando dos eságios de enrada e saída e inerface com o usuário. Além disso, o processador uilizado ambém acumula as funções de supervisão, sinalização e comunicação com o PC. O diagrama que represena as funções implemenadas no gerador pode ser observado na Figura LCD Teclado Freqüência (Hz) Fig. 8. Ganho do inversor em função da freqüência. Sofware PC RS232 D/A Conaores CCCC 0 TMS320F2812 D/A Inversor 50 Fase Freqüência (Hz) Fig. 9. Diagrama de fase em função da freqüência O conrole é projeado de maneira que o inversor enha uma banda passane elevada, permiindo a geração de ensões com elevado coneúdo harmônico. Os diagramas que mosram a resposa em freqüência do inversor em malha fechada podem ser visos nas Figura 8 e Figura 9. Observase que o conversor possui boa banda passane, aé aproximadamene 10kHz, sendo que em orno de 8kHz exise um sobresinal de aproximadamene 10%. Iso se deve a freqüência de core do filro de saída esar siuada nesa freqüência. Podese salienar que para freqüências aé 1kHz praicamene não há defasagem enre enrada e saída. D. Eságio de Saída O diagrama que ilusra os circuios que compõem o eságio de saída pode ser observado na Figura 10. A ensão de saída do inversor é levada a um filro que é responsável pela aenuação do ruído conduzido, eviando Proeções Sinalizações Fig. 11. Diagrama funcional do Gerador Genérico. O hardware do gerador é composo por um processador digial de sinais (DSP) TMS320F2812 da Texas Insrumens, por conversores digial analógico, comunicação serial isolada, eclado com 20 eclas, display LCD de 20x4 e memória EEPROM serial SPI. O Processador Digial de Sinais uilizado possui as seguines caracerísicas: Clock de 150MHz (6,67ns por insrução); CPU de 32 bis; 36KB RAM 256KB FLASH; 3 Timers de 32 bis; Inerfaces SCI, SPI e CAN; 16 canais AD muliplexados; 56 GPIO (Comparilhadas com periféricos); 45 fones de inerrupção muliplexadas. Os conversores D/A são de 8 bis e possuem conrole da ampliude aravés da variação da ensão de referência, permiindo sempre uilizar a máxima resolução na conversão. A variação da ensão de referência é feia aravés de saídas PWM do DSC seguidas de um filro de segunda ordem. Os conversores D/A são uilizados para o envio dos sinais de referência aos conversores de poência. No conversor CC 124 Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de 2007

5 CC esse recurso é uilizado para permiir a variação do barrameno de saída. No inversor, o sinal proveniene do conversor D/A é amplificado e disponibilizado na saída. A comunicação serial bidirecional é isolada por dois circuios com acopladores óicos. É uilizado o padrão de comunicação RS232 junamene com um proocolo próprio que permie a comunicação do gerador com um sofware de gerenciameno remoo insalado em um microcompuador. O proocolo desenvolvido permie a operação e monioração remoa da fone e possui conrole de erro para eviar perda de pacoes de informação. O eclado opera no modo maricial 4x5 e junamene com o display permie o acesso a odas as funções e paramerizações da fone. Aravés do eclado é possível fazer a aleração da ampliude e freqüência dos sinais gerados, criar ou alerar sinais genéricos, carregar sinais recebidos via comunicação serial, uilizar um dos sinais padrão presene na biblioeca do equipameno, acionar o conaor de saída e alerar o conrase do display. A memória EEPROM exerna é uilizada para a gravação das configurações do usuário, possibiliando inclusive a criação de uma biblioeca de sinais. O acionameno dos conaores dos eságios de enrada e saída é feio aravés de saídas digiais, seguidas de circuios auxiliares. Algumas saídas digiais ambém são uilizadas para sinalização de erros e saus, aravés de leds indicadores. A fone possui algumas imporanes proeções conra falhas, ais como curocircuio, sobrecarga, érmica e de Sobreensão no Barrameno CC. A auação das proeções é lida aravés de enradas digiais do processador e informadas ao usuário aravés do display e leds indicadores. Dealhes sobre a implemenação da geração podem ser obidos em [18] F. Sofware de Gerenciameno Remoo Para a operação remoa da fone a parir de um PC foi desenvolvido um sofware execuável em ambiene LabView, que uiliza a RS232 para se comunicar com a placa de geração. O programa de inerface remoa pode programar sinais e ligar ou desligar o sinal de saída. Além disso, podem ser criados sinais, visualizálos na ela do compuador, salválos em arquivo, imporar arquivos de sinais e uilizálos para programar a fone. A Figura 12 mosra a ela principal da inerface de acesso remoo. A enrada de dados relaiva à forma de onda desejada pode ser feia manualmene aravés do preenchimeno da abela visa na Figura 12. Oura possibilidade disponível é a imporação de abelas de análise harmônica oriundas de programas maemáicos, sofwares de simulação e analisadores de energia. Após a visualização do sinal, ele pode ser enviado para o gerador genérico aravés da inerface RS232. O programa permie ambém o acesso remoo das principais funções disponíveis via eclado. Após a enrada de dados do sinal desejado, é possível fazer a visualização da sua forma de onda e do seu coneúdo harmônico, como pode ser viso na Figura 13. Fig. 13. Tela da forma de onda e coneúdo harmônico. III. RESULTADOS EXPERIMENTAIS. As especificações compleas da fone projeada (Figura 14) podem ser observadas na Tabela 1. Fig. 14. Fone de alimenação CA projeada. Tabela 1 Especificações da Fone. Tensão de alimenação: 220V ± 10% Freqüência de enrada: 50Hz/60Hz Tensão de saída: 0270V Correne máxima de saída: 20A Poência máxima de saída: 3,5kVA Freqüência fundamenal de saída: DC500Hz Largura de Banda: 3kHz Número de harmônicos permiidos: 51 Fig. 12. Tela principal da inerface de acesso remoo. Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de

6 Todos os eságios de processameno de energia foram projeados e esados individualmene. Após os eses individuais, ocorreu a inegração de odos os eságios em um gabinee indusrial padrão, de 19 polegadas. Após o ermino do processo de inegração, foram realizados eses experimenais visando observar o desempenho da fone na geração de diversos ipos de sinais. Para comprovação dos resulados foram escolhidos rês ipos de sinais disinos. O primeiro conendo somene um sinal senoidal puro, o segundo composo pelos harmônicos de um sinal riangular, e o erceiro cujos dados são provenienes de uma análise de rede de energia. serial, para o gerador de referências, aravés do sofware de gerenciameno remoo residene em um compuador. A geração do sinal resulou nas formas de onda apresenadas na Figura 17. Vou Vref G. Teses com Saída Senoidal Na Figura 15 são apresenados os sinais de referência inerna e de saída da fone para uma ensão senoidal de 220V / 60Hz. Esse sinal foi gerado uilizando a própria inerface da fone. Vou Vref Fig. 17. Sinais riangulares de referência e de saída da fone. Para confirmar a correa reprodução do sinal, foi realizada ambém a análise harmônica da ensão na saída de poência da fone. Os gráficos que mosram o coneúdo harmônico da ensão simulada e da ensão gerada pela fone podem ser observados na Figura 18. Mag. % 10,0% Forma de onda simulada Forma de onda gerada 8,0% Fig. 15. Saída com ensão senoidal (220V / 60Hz). H. Teses com Saída Triangular Para validar o sisema de imporação de sinais oriundos de simulações numéricas aravés do sisema de gerenciameno remoo, foi realizada a simulação de uma forma de onda riangular uilizando o simulador SPICE. A forma de onda simulada pode ser observada na Figura V 200V 100V 0V 100V 200V 300V 110ms 112ms 114ms 116ms 118ms 120ms Time Fig. 16. Forma de onda riangular obida via simulação Após a simulação, foi realizada a análise harmônica do sinal e os dados obidos foram ransferidos via comunicação 6,0% 4,0% 2,0% 0,0% Harm. Fig. 18. Análise harmônica das ensões riangulares. O sinal é reproduzido com qualidade conforme pode se verificar pela comparação das formas de onda simulada (Figura 16) e experimenal (Figura 17) e ambém pela semelhança do coneúdo harmônico apresenado na Figura 18. I. Reprodução de uma rede real Para comprovar a eficácia da fone na reprodução de a limenações com coneúdo harmônico, presene nas redes reais, foi realizada a análise harmônica de uma rede de alimenação com a ajuda de um analisador de energia. A rede analisada foi obida na saída de um ransformador de ensão, quando ese foi submeido a uma carga foremene não linear (reificador em pone complea com filro capaciivo). A Figura 19 apresena a ensão na saída do ransformador. Os parâmeros de ampliude e fase dos harmônicos obidos com analisador de energia foram imporados pelo sof 126 Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de 2007

7 ware de gerenciameno remoo e ransferidos via serial para a fone. Após a geração foram obidas as formas de onda apresenadas na Figura 20, onde são apresenados o sinal de referência e a ensão de saída da fone. Mag. % 7,0% 6,0% 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% 0,0% Fig. 19. Rede analisada (THD de 9,69%). Vou Vref Fig. 20. Rede gerada (THD de 9,43%). Forma de onda rafo Forma de onda gerada Harm. Fig. 21. Análise harmônica da ensão reproduzida. A Figura 21 apresena a análise harmônica da ensão o riginal e da ensão reproduzida pela fone. Novamene podese, aravés das formas de onda e análises harmônicas apresenadas, afirmar que a fone reproduziu com qualidade a ensão desejada. IV. CONCLUSÕES Cada vez mais aumenam as exigências de qualidade e confiabilidade sobre os produos eleroelerônicos produzidos no país. Todo ano surgem novas normas e criérios resriivos para a comercialização de equipamenos, principalmene os desinados para o mercado exerno. Para adaparse a essa realidade, a indúsria nacional necessia cada vez mais equipar os seus laboraórios de pesquisa e desenvolvimeno com equipamenos que permiam realizar a avaliação do comporameno de seus produos frene às mais diversas variações da ensão de alimenação. Muias vezes, é possível emular em laboraório, com ajuda de uma fone programável, problemas de campo presenes em lugares disanes, sem a necessidade de deslocameno de uma equipe para avaliação in loco. Apesar dos benefícios proporcionados por ais equipamenos, a sua aquisição muias vezes esbarra no alo cuso de compra e manuenção, devido ao fao de serem em sua maioria, imporados. Foi o desejo de er uma alernaiva nacional e de menor cuso para essas fones que moivou o desenvolvimeno desse projeo. Nesse rabalho, foi apresenada uma Fone de Alimenação CA, programável e com possibilidade de geração de sinais genéricos. A solução proposa cona com rês eságios de processameno de energia, CACC, CCCC e CCCA. O eságio CACC uiliza uma opologia clássica de reificador em pone complea com filro capaciivo. O eságio CCCC uiliza um conversor isolado e com comuação suave do ipo ZVS, o que confere um bom rendimeno e compacação. O inversor proposo possui circuio passivo de ajuda a comuação que permie a operação em alas freqüências. A energia reirada das comuações é regenerada e devolvida ao barrameno por um circuio auxiliar, que ambém opera com comuação suave. Para a geração dos sinais desejados foi uilizado um gerador de sinais genéricos desenvolvido em um Processador Digial de Sinais. Esse mesmo processador realiza funções de inerface, comando, supervisão e sinalização. Para a operação remoa da fone foi desenvolvido um sofware em ambiene LabView que comunicase com a inerface aravés de comunicação serial RS232. Foram apresenados eses experimenais com a geração de diferenes ensões de saída e os resulados foram muio saisfaórios, comprovando o excelene desempenho da fone proposa. Acrediase que esse projeo possa oferecer uma alernaiva viável para a aquisição desse ipo de equipameno pelos cenros de pesquisa e desenvolvimeno. Aualmene enconrase em fase final de desenvolvimeno uma fone rifásica com caracerísicas muio semelhanes, que será abordado em um ouro rabalho. Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Van der Broeck, H.; Lurkens, P.; Programmable AC power source ; Fifh European Conference on Power Elecronics and Applicaions, 1993., pp vol.3 [2] Low, K. S.; A DSPbased singlephase AC power source ; IEEE Transacions on Indusrial Elecronics, Vol. 46, Issue: 5, Oc. 1999, pp [3] Richer, C.M.; Carai, E.G.; Pinheiro, H.; Hey, H.L.; Pinheiro, J.R.; Grundling, H.A.; A hreephase AC power source using mulivariable repeiive robus model reference adapive conrol. Proceedings of he 2003 American Conrol Conference, 2003, Vol. 3 pp [4] YingYu Tzou; RongShyang Ou; ShihLiang Jung; MengYueh Chang; Highperformance programmable AC power source wih low harmonic disorion using DSPbased repeiive conrol echnique ; IEEE Transacions on Power Elecronics, Volume: 12, Issue: 4, July Pages: [5] Della Flora, L.; Grundling, H.A. Vibraion Acceleraion Conrol of an AC Power SourceFed Elecrodynamic Shaker ; IEEE 36 h Power Elecronics Specialiss Conference, PESC '05. pp [6] T. M. Undeland, Swiching Sress Reducion in Power Transisor Converers. IEEE Indusry Applicaions Sociey 1976, pp [7] J. Holz, S. F. Salama, K.Werner, A Nondissipaive Snubber Circui for HighPower GTOInverers. IEEE Indusry Applicaions 1987, pp [8] Foch, M. Cheron, M. Mez, T. Meynard, Commuaion Mechanisms and Sof Commuaion in Saic Converers. COBEP 91, pp [9] W. Mcmurray, "Resonan Snubbers wih Auxiliary Swiches". Conference Records of IEEE IAS Annual Meeing, 1990, pp [10] R. W. De Doncker, J. P. Lyons, "The Auxiliary Resonan Commued Pole Converer". Conference Records of IEEE IAS Annual Meeing, 1990, pp [11] Vorpérian, V. QuasiSquareWave Converers: Topologies and Analysis, IEEE Transacions on Power Elecronics, Vol 3, No. 2, pp [12] Hey, H. L., Sein, C. M. O., Pinheiro, J. R., Pinheiro, H., Gründling, H. A. ZeroCurren and ZeroVolage SofTransiion Commuaion Cell for PWM Inverers. IEEE Transacions on Power Elecronics., v.19, n.2, [13] Mezaroba, M.; Marins, D.C.; Barbi, I.; A ZVS PWM inverer wih acive volage clamping using he reverse recovery energy of he diodes. IEEE Transacions on Circuis and Sysems I: Regular Papers, Volume 52, Issue 10, Oc. 2005; pp [14] Barbi I., Souza, F. P. Conversores CCCC Isolados de Ala Freqüência com Comuação Suave, Edição dos Auores, Florianópolis, [15] Heldwein, M. L. Unidade Reificadora Trifásica de Alo Desempenho para Aplicação em Telecomunicação, Disseração de Mesrado, Florianópolis, [16] Oliveira, S. V. G. Oimização de Projeo de Fones de Alimenação para Cenrais de Telecomunicações, Disseração de Mesrado, Florianópolis, [17] Baggio, J.E.; Hey, H.L.; Grundling, H.A.; H.; Pinheiro, J.R; Isolaed inerleavedphaseshifpwm DCDC ZVS converer. ; IEEE Transacions on Indusry Applicaions, Volume 39, Issue 6, Nov.Dec Page(s): [18] Mezaroba, M., Heerd, J. A., Baschauer, A.L., Giacomini, N. Gerador de Sinais Periódicos Genéricos para Uilização em Fones de Alimenação CA ; Congresso Brasileiro de Auomáica, 2006, Salvador. DADOS BIOGRÁFICOS Marcello Mezaroba, nascido em Videira, SC em Recebeu os graus de Engenheiro Elericisa, Mesre e Douor em Engenharia Elérica em 1996, 1998 e 2001 respecivamene, pela Universidade Federal de Sana Caarina (UFSC). Aualmene é Professor no Deparameno de Engenharia Elérica da Universidade Esadual de Sana Caarina (UDESC). Suas áreas de ineresse incluem comuação suave, correção do faor de poência, acionameno elérico, e conrole de conversores. Joselio A. Heerd, nascido em Forquilhinha, SC em Formouse Engenheiro Elericisa em 1991 pela UFSC e Mesre em Engenharia Elérica em 2000, pela UDESC. Aualmene é Professor Tiular no Deparameno de Engenharia Elérica da UDESC Suas áreas de ineresse são: processameno digial de sinais, fones de alimenação chaveadas e conrole de conversores esáicos. Alessandro Luiz Baschauer, nascido em Balneário Camboriú, SC em Formouse Engenheiro Elericisa em 1999 pela UFSC e Mesre em 2002, pela mesma insiuição. Aualmene é Professor Tiular no Deparameno de Engenharia Elérica da UDESC. Suas áreas de ineresse são: comuação suave, reaores elerônicos e conrole de conversores esáicos. Neomar Giacomini, nascido em 1980 na cidade de Joinville, recebeu o íulo de Engenheiro Elericisa pela Universidade do Esado de Sana Caarina em Aualmene é mesrando em Engenharia Elérica na mesma insiuição. Suas áreas de ineresse são: Geração de Sinais Genéricos, Conversores Chaveados e Equipamenos para ese de Compaibilidade Eleromagnéica. Jonahan Domini Sperb, nascido em 1981 na cidade de ApucaranaPR, recebeu o íulo de Engenheiro Elericisa pela UDESC em Aualmene é mesrando em Engenharia Elérica na mesma insiuição e seus esforços se concenram no esudo de conversores rifásicos para amplificação de sinais genéricos. Suas áreas de ineresse são: elerônica de poência e conrole de conversores chaveados. 128 Elerônica de Poência, vol. 12, no. 2, Julho de 2007