Limitador de corrente em corrente alternada

marcio_orsi · 16 de março de 2017

Bom dia pessoal,

Alguém teria ideia de algum dispositivo ou circuito que eu possa estar utilizando para limitar a corrente em um sistema de média potência! Estarei utilizando uma alta tensão em solução aquosa, porém a condutividade é alta e ás vezes com a variação do ph da água o sistema entra em breves curtos. No caso eu preciso de um circuito ou dispositivo que limite essa corrente para não sobrecarregar a rede e também para não destruir o transformador! As especificações para o sistema ( 5kV até 12kV/ 12A até 22A)

Qualquer ajuda será bem vinda! Agradeço desde já!

albert_emule · 16 de março de 2017

Olá.

Onde será limitada a corrente?

Na entrada ou na saída? Me refiro se a alimentação será em 127 / 220V ou em 12Kv (12 mil voltes).

Pois nos 12 mil voltes, só usando válvulas termoiônicas Triodos de potência que são caríssimos.

Com uma opção ao tiratron https://pt.wikipedia.org/wiki/Tiratron

Mas se controlar na entrada e não se incomodar com a forma de onda, podemos usar TRIACs

Tem problema se a forma de onda deixar de ser senoidal?

Depois tisso, podemos usar a topologia de conversores AC/AC com um Buck para corrente alternada. Mas aí a coisa vai ficando preta. São projetos avançados.

MOR_AL · 16 de março de 2017

Você precisa de uma "Válvula Compensadora Estática".

Ela é basicamente formada por um divisor indutivo em paralelo com a rede. O primeiro indutor, o de "cima", não satura. O de baixo (também não satura) possui dois tiristores, na configuração anti-paralela, em série. Em paralelo com o indutor de baixo e os tiristores, tem a carga.

Dependendo dos valores dos componentes e do controle dos tiristores, a carga pode ficar controlada em dois dos seguintes fatores:

1 - Tensão.

2 - Corrente.

3 - Potência.

Fui responsável pelo projeto eletrônico de uma dessas válvulas em um centro de pesquisas da Eletrobras. Suas características eram para 13kV/600A.

Chegamos a montar uma válvula para uma fase e os testes em laboratório mostraram que funcionava como esperado.

Com as três fases, tinha a função de regular a tensão nas subestações de energia elétrica. Devido aos valores das tensões e correntes, o equipamento ficou do tamanho de um armário, tipo 2m x 2m x 2m. Isso para apenas uma fase.

O equipamento seria transferido para a indústria brasileira, que venderia tanto para o Brasil, como para a America do Sul. Só havia um fabricante no mundo, que vendia ao preço que quisesse, daí a necessidade do projeto.

Cada válvula seria vendida a US$1,000,000.00 (um milhão de dólares). O presidente do Brasil, na época, era o Fernando Collor de Melo. Aquele que sofreu impedimento e que hoje é senador investigado. Quando este senhor entrou, configurou o sistema para "Nada se faz, tudo se importa". Lembra dos carros importados, que vieram para o Brasil? Pois bem. A válvula que fizemos, que envolveu um conjunto multi disciplinar com 4 engenheiros e diversos técnicos, além da infra estrutura logística, como laboratórios sofisticados e uso de uma grande subestação de energia elétrica, foi solenemente ignorada pelo nosso então presidente. Anos depois ainda se encontrava deixada onde foram feitos os testes finais.

Mas voltando à sua necessidade.

A tensão exige componentes em totem pole, para os 12kV, mas a corrente é baixa. Mesmo assim não é um projeto simples.

Outra opção, já que a função é apenas de proteção, como você descreveu na primeira postagem, é se informar com o pessoal de subestações. Eles têm disjuntores para altas tensões (e altas correntes), mas talvez eles possam te direcionar para uma solução mais em conta.

Desculpe o desabafo da minha experiência com essa válvula. Quase toda minha vida acadêmica fora bancada pelo estado. Com meu idealismo, procurando o melhor para o Brasil, queria fornecer um retorno do investimento que o país fizera comigo.

MOR_AL

albert_emule · 16 de março de 2017

1 hora atrás, MOR disse:

Fui responsável pelo projeto eletrônico de uma dessas válvulas em um centro de pesquisas da Eletrobras. Suas características eram para 13kV/600A.

Chegamos a montar uma válvula para uma fase e os testes em laboratório mostraram que funcionava como esperado.

Com as três fases, tinha a função de regular a tensão nas subestações de energia elétrica. Devido aos valores das tensões e correntes, o equipamento ficou do tamanho de um armário, tipo 2m x 2m x 2m. Isso para apenas uma fase.

O equipamento seria transferido para a indústria brasileira, que venderia tanto para o Brasil, como para a America do Sul. Só havia um fabricante no mundo, que vendia ao preço que quisesse, daí a necessidade do projeto.

Cada válvula seria vendida a US$1,000,000.00 (um milhão de dólares). O presidente do Brasil, na época, era o Fernando Collor de Melo. Aquele que sofreu impedimento e que hoje é senador investigado. Quando este senhor entrou, configurou o sistema para "Nada se faz, tudo se importa". Lembra dos carros importados, que vieram para o Brasil? Pois bem. A válvula que fizemos, que envolveu um conjunto multi disciplinar com 4 engenheiros e diversos técnicos, além da infra estrutura logística, como laboratórios sofisticados e uso de uma grande subestação de energia elétrica, foi solenemente ignorada pelo nosso então presidente. Anos depois ainda se encontrava deixada onde foram feitos os testes finais.

MOR_AL

História muito interessante.

O governo sempre atrapalhando.

adicionado 5 minutos depois

@marcio_orsi

Onde será usada esta tensão?

Veja uma solução de conversor AC/AC:

16 de março de 2017

-off topic-

Pelo nível das histórias aqui da comunidade não me espantaria tanto se aparecer alguém aqui na comunidade que estava/está no projeto da primeira bomba atômica brasileira. ^^ ahuauhahua

albert_emule · 16 de março de 2017

Quanto ao conversor que postei o esquema, existem uns equipamentos comerciais, pelo qual posso até conseguir os esquemas, para pegar os valores dos indutores e banco capacitivos.

Existem destes conversores com potências de até 150Kva. Os que eu já vi.

marcio_orsi · 17 de março de 2017

adicionado 2 minutos depois

20 horas atrás, MOR disse:

Você precisa de uma "Válvula Compensadora Estática".

Ela é basicamente formada por um divisor indutivo em paralelo com a rede. O primeiro indutor, o de "cima", não satura. O de baixo (também não satura) possui dois tiristores, na configuração anti-paralela, em série. Em paralelo com o indutor de baixo e os tiristores, tem a carga.

Dependendo dos valores dos componentes e do controle dos tiristores, a carga pode ficar controlada em dois dos seguintes fatores:

1 - Tensão.

2 - Corrente.

3 - Potência.

Fui responsável pelo projeto eletrônico de uma dessas válvulas em um centro de pesquisas da Eletrobras. Suas características eram para 13kV/600A.

Chegamos a montar uma válvula para uma fase e os testes em laboratório mostraram que funcionava como esperado.

Com as três fases, tinha a função de regular a tensão nas subestações de energia elétrica. Devido aos valores das tensões e correntes, o equipamento ficou do tamanho de um armário, tipo 2m x 2m x 2m. Isso para apenas uma fase.

O equipamento seria transferido para a indústria brasileira, que venderia tanto para o Brasil, como para a America do Sul. Só havia um fabricante no mundo, que vendia ao preço que quisesse, daí a necessidade do projeto.

Cada válvula seria vendida a US$1,000,000.00 (um milhão de dólares). O presidente do Brasil, na época, era o Fernando Collor de Melo. Aquele que sofreu impedimento e que hoje é senador investigado. Quando este senhor entrou, configurou o sistema para "Nada se faz, tudo se importa". Lembra dos carros importados, que vieram para o Brasil? Pois bem. A válvula que fizemos, que envolveu um conjunto multi disciplinar com 4 engenheiros e diversos técnicos, além da infra estrutura logística, como laboratórios sofisticados e uso de uma grande subestação de energia elétrica, foi solenemente ignorada pelo nosso então presidente. Anos depois ainda se encontrava deixada onde foram feitos os testes finais.

Mas voltando à sua necessidade.

A tensão exige componentes em totem pole, para os 12kV, mas a corrente é baixa. Mesmo assim não é um projeto simples.

Outra opção, já que a função é apenas de proteção, como você descreveu na primeira postagem, é se informar com o pessoal de subestações. Eles têm disjuntores para altas tensões (e altas correntes), mas talvez eles possam te direcionar para uma solução mais em conta.

Desculpe o desabafo da minha experiência com essa válvula. Quase toda minha vida acadêmica fora bancada pelo estado. Com meu idealismo, procurando o melhor para o Brasil, queria fornecer um retorno do investimento que o país fizera comigo.

MOR_AL

Muito interessante isso, era algo assim que procuro! Porém não é apenas para proteção, eu preciso que o sistema mantenha se ligado independente do curto na saída!

adicionado 4 minutos depois

18 horas atrás, albert_emule disse:

Quanto ao conversor que postei o esquema, existem uns equipamentos comerciais, pelo qual posso até conseguir os esquemas, para pegar os valores dos indutores e banco capacitivos.

Existem destes conversores com potências de até 150Kva. Os que eu já vi.

Sem problema albert, não precisa se preocupar com topologias, eu construí bastante conversores nos laboratórios de pesquisas buck,cuck, boost, flyback...., mas eu queria tentar fugir deles pois estou criando isso para uma empresa, logo o quão mais simples for melhor será! Pois as pessoas que irão fazer a manutenção não são nada especializadas hahahahahah mas não posso descartar o uso de triacs! A forma de onda não interessa, o que interessa é manter a corrente limitada na entrada para não derreter o enrolamento do transformador! Pois o maior problema é que como os fios de saída do transformador irão para uma solução aquosa, a condutividade dela estará sempre se alterando! Nos meus testes a resistência da solução variou entre 1 ohm a 1800 ohms! Valeu pela ideia, creio que não terei como fugir de uma malha de controle para variar a tensão de entrada!

albert_emule · 17 de março de 2017

21 minutos atrás, marcio_orsi disse:

Sem problema albert, não precisa se preocupar com topologias, eu construí bastante conversores nos laboratórios de pesquisas buck,cuck, boost, flyback...., mas eu queria tentar fugir deles pois estou criando isso para uma empresa, logo o quão mais simples for melhor será! Pois as pessoas que irão fazer a manutenção não são nada especializadas hahahahahah mas não posso descartar o uso de triacs! A forma de onda não interessa, o que interessa é manter a corrente limitada na entrada para não derreter o enrolamento do transformador! Pois o maior problema é que como os fios de saída do transformador irão para uma solução aquosa, a condutividade dela estará sempre se alterando! Nos meus testes a resistividade da solução variou entre 1 ohms a 1800 ohms! Valeu pela ideia, creio que não terei como fugir de uma malha de controle para variar a tensão de entrada!

Apenas Triacs ainda teremos o problema da distorção harmônica e acredito que isso irá limitar muito a capacidade de potência do transformador.

A solução com os indutores eu acredito ser ideal, pois a forma de onda é recuperada.

A tensão pode ser variada, diminuindo ou aumentando a corrente.

É o mais simples o possível.

Tecnicamente se chama "Estabilizador a impedância variável." Você vai achar muito material na internet.

O controle se faz por disparos em ângulo de fase da senoide.

Tecnicamente se chama

Inclusive acho que se parece muito com que o @MOR descreveu.

Segue o link de um fórum que descreve alguns equipamentos comerciais feitos nesta toipologia:

http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2013/09/falando-de-estabilizadores-um-assunto.html

marcio_orsi · 20 de março de 2017

Em 17/03/2017 às 08:39, albert_emule disse:

Apenas Triacs ainda teremos o problema da distorção harmônica e acredito que isso irá limitar muito a capacidade de potência do transformador.

A solução com os indutores eu acredito ser ideal, pois a forma de onda é recuperada.

A tensão pode ser variada, diminuindo ou aumentando a corrente.

É o mais simples o possível.

Tecnicamente se chama "Estabilizador a impedância variável." Você vai achar muito material na internet.

O controle se faz por disparos em ângulo de fase da senoide.

Tecnicamente se chama

Inclusive acho que se parece muito com que o @MOR descreveu.

Segue o link de um fórum que descreve alguns equipamentos comerciais feitos nesta toipologia:

http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2013/09/falando-de-estabilizadores-um-assunto.html