Diagnóstico de falhas de Curto-circuito nos interruptores de um VSI Monofásico em Ponte baseado na Teoria de Conjuntos Aproximados.

Abstract

Neste trabalho é apresentado um método de diagnóstico de falhas de curto-circuito (SC) em interruptores de um Inversor Fonte de Tensão (Voltage Source Inverter, VSI), com o uso da Teoria de Conjuntos Aproximados (TCA) – em inglês, Rough Sets Theory (RST). Esta teoria é uma ferramenta matemática que descreve o comportamento de um sistema através de um conjunto de regras, baseadas em um número reduzido e suficiente de dados. Diversos estudos mostram que a falha de SC em um interruptor de potência eleva o custo do VSI, além de comprometer a sua vida útil e o seu desempenho. Este contexto justifica a busca por um eficiente método de diagnóstico que utilize o menor número possível de variáveis para a detecção dos sinais de interesse no processo. Inicialmente são apresentados no texto diversos métodos de diagnóstico, suas variáveis, vantagens e desvantagens. Em seguida, é apresentada a TCA e a sua viabilidade como ferramenta no diagnóstico de falhas de SC em interruptores de potência. A topologia do VSI é monofásica, em ponte, com carga indutiva. A aplicação da TCA proporcionou um número reduzido de variáveis e um conjunto de regras de diagnóstico, as quais são realizadas com funções lógicas básicas. Logo, o circuito de diagnóstico obtido é digital. O diagnóstico de falhas é realizado com apenas quatro variáveis: dois sinais de comando e dois sinais de corrente dos interruptores do VSI. De posse dos resultados adequados obtidos em simulação foi montado um protótipo em laboratório, cujos resultados experimentais validam o método de diagnóstico.