Tolerância a falhas em sistemas electromecatrónicos baseados no inversor de fonte de corrente com comutação pela carga

Abstract

O trabalho apresentado nesta dissertação refere-se à análise de avarias e sua compensação em sistemas electromecatrónicos de velocidade variável de potência elevada, baseados na máquina síncrona de excitação eléctrica e no inversor de fonte de corrente com comutação pela carga. A dissertação encontra-se dividida em seis capítulos. No Capítulo 1 é feita a apresentação das estruturas usadas em aplicações de potência elevada, considerando a sua evolução histórica e de funcionamento básico, sendo dado maior detalhe à caracterização do accionamento considerado para análise. O Capítulo 2 descreve a modelização do sistema em estudo, tendo em vista a sua simulação, sendo dado maior destaque ao modelo da máquina síncrona, já que se trata do componente fulcral do accionamento. No Capítulo 3 é apresentada a análise teórica das características electromecânicas do accionamento, em funcionamento normal, complementada com resultados de simulação e experimentais que validam a análise efectuada, assim como o modelo de simulação e a montagem laboratorial implementada. O Capítulo 4 introduz as avarias susceptíveis de ocorrerem no funcionamento dos conversores de potência que integram o accionamento, analisando os seus efeitos nas características do mesmo. São apresentados diversos resultados, ilustrando este funcionamento para o caso do tipo de falhas que não põem em causa a própria sobrevivência imediata dos constituintes do accionamento. O Capítulo 5 propõe algumas soluções para compensar as avarias apresentadas, introduzindo assim algum nível de tolerância no funcionamento do accionamento e melhorando o seu desempenho pós-falha. Por fim, no Capítulo 6, são apresentadas as conclusões finais, tendo em conta os resultados obtidos durante o estudo efectuado e perspectivando desenvolvimentos futuros no âmbito do trabalho desenvolvido. A dissertação é completada com as referências bibliográficas utilizadas ao longo do texto e complementada com cinco anexos, que ilustram algum do trabalho desenvolvido, nomeadamente para a implementação da montagem laboratorial.