Bancada de ensaios para estimação da capacitância em conversores de frequência

Abstract

Capacitores eletrolíticos do barramento de corrente contínua (CC) são um dos principais componentes sujeitos a falhas em conversores de frequência. Métodos convencionais de monitoramento exigem hardware adicional, aumentando custos e complexidade. Este trabalho propõe uma abordagem alternativa baseada em sensoriamento virtual para predizer a vida útil de capacitores em conversores de frequência a partir da estimação da capacitância do barramento CC através de grandezas elétricas operacionais. A metodologia explora correlações entre grandezas monitoradas como tensão RMS de oscilação, corrente de saída e a capacitância, com perspectivas de uso de redes neurais artificiais para inferência indireta. Para isso, desenvolveu-se uma bancada de testes composta por um conversor de frequência, um motor de corrente contínua sem escovas e a instrumentação para aquisição dos dados de tensão e corrente no barramento CC. Os dados adquiridos foram processados em Python, permitindo extrair a tensão de ondulação do barramento. O projeto de uma jiga de capacitores chaveados foi feito para simular a queda da capacitância. Os resultados demonstram a viabilidade da bancada experimental e a abordagem apresenta potencial para monitoramento não-invasivo do estado de capacitores em conversores de frequência industriais.