| Resumo: | Consultando o tema “inversores de frequência e motores de indução trifásicos” na literatura atinente, observa-se a preponderância de duas abordagens específicas: a análise da influência dos parâmetros operacionais do inversor sobre o desempenho da máquina; e a investigação dos distúrbios ocasionados na entrada do inversor, isto é, na rede elétrica que o alimenta. Segue ainda incipiente o número de estudos voltados à investigação em detalhes das distorções na saída do inversor e os seus efeitos. Além disso, outras questões relacionadas com a estimação do espectro de sinais com frequências fundamentais diferentes de 50,0 Hz ou 60,0 Hz e com a formulação de metodologias que se prestem à caracterização de componentes espectrais inter-harmônicas permanecem pouco exploradas. Considerando-se os aspectos ora mencionados, surgiu a ideia de desenvolvimento deste trabalho, que visa identificar o método de estimação e os procedimentos de caracterização que forneçam os resultados mais confiáveis no levantamento do espectro à saída de um inversor de frequência. Através de testes com sinais simulados e com dados experimentais de um ASD (Adjustable Speed Driver), compararam-se os valores adquiridos empregando-se a DFT e os métodos paramétricos de Prony e ESPRIT. Constatou-se que o método de Prony apresentou os melhores desempenhos quando da estimação do espectro dos sinais experimentais. Além disso, executou-se a caracterização dos espectros, com a proposição de alguns índices para interharmônicas, adaptados dos procedimentos da norma IEC 61000-4-7. Com base nos resultados obtidos, é apresentada uma análise qualitativa preliminar entre o índice de distorção inter-harmônica e a flutuação do conjugado do motor. Tal análise indicou a existência de forte correlação entre as duas variáveis. As conclusões advindas da execução deste trabalho aplicam-se às análises nas quais estejam presentes os inversores de frequência, tais como a avaliação dos efeitos de inter-harmônicas sobre os motores, e ainda, na geração distribuída, onde estes equipamentos auxiliam na interligação de fontes renováveis à rede elétrica. ____________________________________________________________________________ ABSTRACT
Referring to the subject of "frequency inverters and induction motors" on the related literature, it can be observed a prevalence of two specific approaches: analysis of the influence of the operating parameters of the drive on the machine’s performance, and the investigation of the disturbances brought on the input inverter, i.e., the power grid that feeds it. It is still incipient the number of studies that investigate the distortion on the output of the inverter and its effects. In addition, other issues related to the estimation of the spectrum of signals with fundamental frequencies different from 50,0 Hz and 60,0 Hz, and the formulation of methodologies that provide the characterization of interharmonic spectral components remain unexplored. Considering the aspects mentioned herein, the main idea of this work is to identify the method of estimation and the characterization procedures that provide the most reliable results on the spectrum identification in the output of a frequency inverter. Through tests performed with simulated signals and experimental data of an ASD (Adjustable Speed Driver), it is compared the results obtained by using DFT and parametric methods of Prony and ESPRIT. From the obtained results, it was found Prony method presented the best results when estimating the spectrum of experimental signals. In addition, it was performed the characterization of the spectra, with the proposition of some indicators for interharmonics, adapted from the procedures of IEC 61000-4-7. Based on these results, a preliminary qualitative analysis is done to evaluate the relationship between the interharmonic distortion indicator and the fluctuation of the motor torque. This analysis indicated existence of strong correlation between the two variables. The results of this study are important not only for studying effects on the motor, but also to other situations where frequency inverters are used, as it is the case for distributed generation applications where these devices assist in the interconnection of renewable sources to the grid. |
