O SmartSwitch

O SmartSwitch é um réle inteligente para melhoramento do desempenho e da protecção dos motores de indução trifásicos, como também permite a monitorização em tempo real da grandezas electricas (I, V, FP, P, Q, S,...).

Resumo

Os motores de indução são utilizados em mais 90% das aplicações eléctricas de força motriz, sendo estas últimas responsáveis pelo consumo de cerca de 70% de toda a electricidade consumida na indústria dos países desenvolvidos. Assim, conseguindo-se pequenos melhoramentos no rendimento dos motores de indução, o utilizador e, numa macro-perpectiva, Portugal, a União Europeia e o Mundo, beneficiarão de poupanças energéticas significativas e consequente redução da emissão de gases associados ao efeito de estufa.

Este projecto baseou-se na construção e teste de um dispositivo electrónico baseado num microcontrolador PIC18F2550 com interface USB, que em conjunto com dois transdutores de corrente e dois transdutores de tensão entre outros componentes electrónicos, permitira controlar os motores de indução trifásicos de uma forma mais eficiente e segura.

Neste documento, descreve-se um novo dispositivo electrónico que permite a comutação automática e inteligente da ligação dos enrolamentos estatóricos que poderá ser em estrela ou triângulo, dos motores de indução trifásicos com rotor em curto-circuito ou bobinado, com vista ao melhoramento do seu rendimento e factor de potência. Adicionalmente, o dispositivo desenvolvido permite optimizar o arranque estrela‑triângulo, proteger o motor contra sobrecorrentes, detectar desequilíbrios excessivos de fase e também permite a leitura dos valores eficazes, das correntes e tensões de linha, potência activa, reactiva, aparente, Energia activa e ainda o valor do factor de potência real. Estas leituras são efectuadas através de integração digital.

Abstract

Induction motors are used in more than 90% of electrical motor driven applications, which are responsible for the consumption of about 70% of the total electricity consumed in the industry of developed countries. Thus, obtaining itself small improvements in induction motors efficiency, the user, and in a macro-perspective, Portugal, the European Union and the World, will benefit from significant energy savings and from the consequent reduction of the associated green-house gases emissions.

This Project was based on the construction and test of an electric device based on a microcontroller PIC18F2550 with USB interface that, when working together with 2 current transducers and 2 voltage transducer, among others, will allow to control the three-phase motors in an efficient and safer way.

In this document, it will be described a new electronic device that will allow an automatic and intelligent change of the stator-winding connections, which can be delta or star, as a function of their load, of the three-phase motors with rotor in squirrel cage rotor or winding, in order to achieve a better efficiency and power factor improvement. Also, the developed device allows optimizing the star-delta start up, protecting the motor against over-currents, detecting excessive phase variations and also allows the reading of the RMS values of line currents and voltages, of the active, the reactive and the apparently power, of the active energy. In addition it can also measure the value of the real power factor. These readings are taken by digital integration.

Principais Características:

Melhoramento do Desempenho e da Eficiência dos MIT’s;

Comutação Automática e Inteligentedos Enrolamentos Estatóricos;

Protecção do Motor: sobrecorrentes e Desequilíbrios de fases;

Monitorização das Grandezas Eléctricas:Correntes, Tensões, Potências,Energia e Factor de Potência;

Comunicação USB 2.0 FULL SPEED.

Circuito de Potência:

Permite realizar a comutação estrela triângulo ou triângulo estrela em função:

• Da carga aplicada ao motor;

• De um sensor externo, que poderá ser um sensor de temperatura, de forma a maximizar o rendimento do motor.

Constituição do SmartSwitch:

Principais Características:

Melhoramento do Desempenho e da Eficiência dos MIT’s;

Comutação Automática e Inteligentedos Enrolamentos Estatóricos;

Protecção do Motor: sobrecorrentes e Desequilíbrios de fases;

Monitorização das Grandezas Eléctricas:Correntes, Tensões, Potências,Energia e Factor de Potência;

Comunicação USB 2.0 FULL SPEED.

Circuito de Potência:

Permite realizar a comutação estrela triângulo ou triângulo estrela em função:

• Da carga aplicada ao motor;

• De um sensor externo, que poderá ser um sensor de temperatura, de forma a maximizar o rendimento do motor.

Constituição do SmartSwitch:

Constituído por 4 PCB’s:

-->PCB POWER;

-->PCB ACQUIRE;

-->PCB CONNECTORS;

-->PCB CONTROL