Gerenciamento da vida útil de capacitores no barramento de corrente contínua de inversores de frequência no transporte de cargas

Abstract

Falhas em capacitores eletrolíticos do barramento de corrente contínua são uma das principais causas de defeitos em conversores eletrônicos de potência. Considera-se que o componente deixa de operar satisfatoriamente quando sua capacitância é reduzida a 80% do valor inicial. Acompanhar essa grandeza permite inferir o término da vida útil do capacitor – informação essencial para a manutenção preditiva. Ensaios tradicionais de avaliação da capacitância geralmente requerem equipamentos adicionais, o que pode inviabilizar sua aplicação. Este trabalho propõe uma alternativa para estimar a capacitância a partir de variáveis facilmente adquiridas em conversores de frequência, como a tensão de barramento. Uma bancada experimental de capacitores foi utilizada para emular diferentes níveis de redução da capacitância, gerando um banco de dados representativo de diversas condições de operação. Esse banco foi usado no treinamento de modelos de regressão baseados em redes neurais artificiais. Na validação experimental, os modelos alcançaram erro médio absoluto de 11,28 μF, com desvio padrão de 11,59 μF, demonstrando que a solução proposta pode estimar a capacitância do barramento com baixo erro e apresenta nível de complexidade computacional adequado à implementação em sistemas embarcados.