COMPENSAÇÃO ATIVA DE QUALIDADE DE ENERGIA EM MEAS USANDO FILTRO DE KALMAN

  • Marielly de Oliveira
  • Márcio Stefanello
Rótulo MEA, aeronave, filtro, Kalman, qualidade, energia

Resumo

Em uma arquitetura de aeronave convencional o combustível é convertido em energia pelos motores. A maior parte da energia convertida é utilizada na propulsão para movimentar a aeronave. O restante é convertido em quatro fontes de energia não-propulsiva: mecânica, elétrica, pneumática e hidráulica. A estrutura baseada em quatro sistemas de potência separados tem evoluído no decorrer do tempo, sendo cada sistema adequado para sua função. Contudo, tomando a aeronave como um único sistema de potência ao invés dos quatro subsistemas separados, obtém-se aumento da eficiência e redução do peso. Nesse sentido, um único sistema de potência possui vantagens em termos de flexibilidade e extensão de aplicação, levando ao conceito MEA (do inglês, More Electric Aircraft). A arquitetura MEA é atrativa pois ela otimiza a performance da aeronave. Ela possui vantagens relacionadas a redução dos custos de operação e manutenção, aumento da confiabilidade e diminuição do gasto de combustível. Os avanços tecnológicos no campo da eletrônica de potência, atuadores eletro-hidrostáticos, sistema de controle de voo e geração de energia permitiram o desenvolvimento do conceito MEA. A fim de transferir efetivamente a energia elétrica das fontes geradoras aos equipamentos de consumo na aeronave, uma distribuição elétrica apropriada é necessária. Nesse sentido, a topologia preferível atualmente é com frequência variável, sendo empregada em aeronaves comerciais como o Boeing 787 e o Airbus 380. Neste trabalho foi utilizado um SEP com frequência variável entre 360 e 800 Hz. As cargas CA de frequência constante em 400 Hz utilizam conversores CA/CA. O nível de tensão da barra CA primária é de 230 V (rms), sendo o valor CC da tensão escolhido de 270 V. A utilização do conceito MEA implica no aumento da carga elétrica, maior consumo de energia elétrica, maior demanda por geração e qualidade de energia e problemas de estabilidade. A maior parte das cargas num MEA é não-linear e dessa maneira podem-se utilizar filtros ativos de potência (ou FAPs) para compensação de corrente harmônica e compensação da potência reativa. Esta é uma solução eficaz para redução da corrente de distorção e melhora da qualidade de energia em SEP. A compensação de qualidade de energia deve obedecer aos padrões elétricos de aeronaves militares ditados pela norma MIL-STD-704, assim como os padrões ditados pela norma IEEE Std. 519. Para reconhecer as componentes harmônicas para inserção é necessário extrair a componente fundamental da corrente de carga. A extração da componente fundamental se torna um desafio pois a frequência é variável. Logo, a compensação de problemas de qualidade de energia é realizada através de um filtro de Kalman. O filtro de Kalman utiliza medições da tensão na barra CA e da corrente drenada do gerador. É possível ainda alocar o FAP paralelo em outros pontos do barramento, neste caso, as correntes e tensões medidas são aquelas associadas à carga a ser compensada.

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Publicado
2020-08-28
Como Citar
DE OLIVEIRA, M.; STEFANELLO, M. COMPENSAÇÃO ATIVA DE QUALIDADE DE ENERGIA EM MEAS USANDO FILTRO DE KALMAN. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 11, n. 2, 28 ago. 2020.