Publicação
Fonte de alimentação ininterrupta sem baterias para uma linha de montagem didática, recorrendo a ultracondensadores
| Resumo: | Na indústria, uma falha ou um distúrbio no fornecimento de energia elétrica pode produzir efeitos significativamente negativos, nomeadamente o desperdício de matérias primas e a eventual danificação de ferramentas devido à interrupção de processos de fabrico, bem como a necessidade de reprogramação de dispositivos. Para assegurar a continuidade do fornecimento de energia elétrica, várias tecnologias têm sido desenvolvidas, nomeadamente fontes de alimentação ininterrupta ou UPS (Uninterruptible Power Supply). A maioria das UPS usa a energia disponível internamente, em baterias de ácido-chumbo, para compensar a falha no fornecimento de energia elétrica. Contudo, o uso de baterias apresenta algumas desvantagens, especialmente o longo tempo de carga, a sensibilidade a variações de temperatura, o peso elevado e o reduzido número de ciclos de carga e descarga. O objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de uma UPS para alimentação de uma linha de montagem didática Bytronic - Industrial Control Trainer 1 (requer uma fonte externa com uma tensão constante de 12 V) e do autómato responsável pelo seu controlo (especificado para uma tensão alternada de pelo menos 100 V / 50 Hz). O tempo de processamento inerente à linha de montagem é inferior a 1 minuto e 10 segundos. Em vez de baterias, a UPS recorre a ultracondensadores para o armazenamento interno de energia, o que conduz à redução da manutenção e ao aumento da eficiência. A UPS desenvolvida possui um sistema de carregamento, um sistema de elevação de tensão (conversor flyback) e um inversor CC/CA para alimentar o autómato programável. A alimentação da linha de montagem faz-se mediante um conversor CC/CC. Os algoritmos de controlo do sistema, responsáveis por assegurar o seu correto funcionamento, foram implementados em microcontroladores de 8 bits. Quando há uma falha no fornecimento de energia por parte da rede elétrica, a UPS desenvolvida é capaz de assegurar o funcionamento da linha de montagem didática e do autómato programável durante aproximadamente 10 minutos. Assim, o objetivo proposto (descrito no parágrafo anterior) foi plenamente atingido. |
|---|---|
| Autores principais: | Oliveira, Pedro Adriano Ribeiro de |
| Assunto: | Fonte de alimentação ininterrupta (UPS) Conversores eletrónicos de potência Bateria Ultracondensador Continuidade no fornecimento de energia Uninterruptible power supply (UPS) Power electronics converters Battery Ultracapacitor Continuity of electrical energy supply |
| Ano: | 2016 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Na indústria, uma falha ou um distúrbio no fornecimento de energia elétrica pode produzir efeitos significativamente negativos, nomeadamente o desperdício de matérias primas e a eventual danificação de ferramentas devido à interrupção de processos de fabrico, bem como a necessidade de reprogramação de dispositivos. Para assegurar a continuidade do fornecimento de energia elétrica, várias tecnologias têm sido desenvolvidas, nomeadamente fontes de alimentação ininterrupta ou UPS (Uninterruptible Power Supply). A maioria das UPS usa a energia disponível internamente, em baterias de ácido-chumbo, para compensar a falha no fornecimento de energia elétrica. Contudo, o uso de baterias apresenta algumas desvantagens, especialmente o longo tempo de carga, a sensibilidade a variações de temperatura, o peso elevado e o reduzido número de ciclos de carga e descarga. O objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de uma UPS para alimentação de uma linha de montagem didática Bytronic - Industrial Control Trainer 1 (requer uma fonte externa com uma tensão constante de 12 V) e do autómato responsável pelo seu controlo (especificado para uma tensão alternada de pelo menos 100 V / 50 Hz). O tempo de processamento inerente à linha de montagem é inferior a 1 minuto e 10 segundos. Em vez de baterias, a UPS recorre a ultracondensadores para o armazenamento interno de energia, o que conduz à redução da manutenção e ao aumento da eficiência. A UPS desenvolvida possui um sistema de carregamento, um sistema de elevação de tensão (conversor flyback) e um inversor CC/CA para alimentar o autómato programável. A alimentação da linha de montagem faz-se mediante um conversor CC/CC. Os algoritmos de controlo do sistema, responsáveis por assegurar o seu correto funcionamento, foram implementados em microcontroladores de 8 bits. Quando há uma falha no fornecimento de energia por parte da rede elétrica, a UPS desenvolvida é capaz de assegurar o funcionamento da linha de montagem didática e do autómato programável durante aproximadamente 10 minutos. Assim, o objetivo proposto (descrito no parágrafo anterior) foi plenamente atingido. |
|---|