Desenvolvimento e validação de uma jiga de testes para avaliação da degradação de capacitores eletrolíticos em barramentos CC de conversores de frequência trifásicos

Abstract

Capacitores eletrolíticos do barramento de corrente contínua (CC) estão entre os componentes mais suscetíveis a falhas em conversores de frequência. Métodos de monitoramento podem ser utilizados para avaliar a condição desses componentes, porém sua validação depende da disponibilidade de dados obtidos em diferentes condições de degradação. Esta monografia apresenta o desenvolvimento e a caracterização de uma jiga destinada à emulação controlada da deterioração desses elementos, com o objetivo de gerar os dados necessários para o desenvolvimento e a validação desses métodos. O dispositivo foi implementado em uma placa de circuito impresso e integrado a uma bancada experimental, composta por um conversor de frequência, um motor com controle de carga no eixo e uma interface de aquisição de dados. A jiga permite reproduzir diferentes estados de saúde dos capacitores por meio da variação controlada da capacitância equivalente e da resistência série equivalente do banco capacitivo. Simulações computacionais e ensaios experimentais foram realizados para avaliar e caracterizar o seu comportamento. Os resultados demonstram que a solução é capaz de emular diferentes estágios de desgaste por meio da variação controlada da capacitância equivalente entre 324 µF e 1056 µF e da resistência série equivalente entre 0,19 Ω e 0,43 Ω. O trabalho desenvolvido valida, portanto, a abordagem proposta para a geração de dados representativos de diferentes estados de degradação de capacitores eletrolíticos em conversores de frequência.