Projeto de controladores robusto e por cancelamento de pólos, aplicado a um retificador para recuperação da corrente de carga na ocorrência de curto-circuito

Esta dissertação de mestrado apresenta e discute sobre a implementação de controladores por cancelamento de pólos clássico e robusto para recuperar a corrente 𝐼𝑑 do retificador localizado ao lado CC do circuito de fornos de lingotes de alumínio após a aplicação de faltas do tipo curto-circuito. Além disso, outras análises são realizadas tais como, o impacto que o curto causa nas tensões 𝑉𝑎𝑏𝑐, correntes 𝐼𝑎𝑏𝑐 e como o filtro passivo desenvolvido para mitigar os harmônicos de maior energia deste sistema (que são de 5ª e 7ª ordem) atuam nestas tensões e correntes, respectivamente. O sistema escolhido é baseado no Cigrée Benchmark (Sood, 2004) e representa um sistema industrial de elevada importância, sendo constituído de um forno para a fundição de lingotes de alumínio. Os controladores desenvolvidos utilizaram primeiramente a metodologia clássica de PI por cancelamento de pólos e uma outra visando margem de confiabilidade maior na sua utilização, projetado para ser um controlador robusto e que responde às incertezas da planta, às quais são causadas pelo conjunto de elementos de eletrônica, tais como indutores e resistores. Portanto, a planta foi linearizada e a partir da função de transferência da planta intervalar foi desenvolvido um controlador robusto utilizando os métodos numéricos de Kharitonov e Bhattacharyya, que relacionam o conjunto de polinômios intervalares e as respectivas funções de transferências para a formação de um poliedro onde pode-se escolher o controlador a partir das margens de ganho e de fase estabelecidas pelo projetista, desta forma, aumentando-se a confiabilidade do controlador projetado. Os resultados obtidos nos testes de simulação mostram o bom desempenho do controlador projetado, com uma rápida recuperação da corrente após a falta aplicada. Isso permite obter um resultado importante, de proporcionar uma operação segura da planta industrial, a qual sem o uso do controlador, poderia acarretar em problemas como acidentes, parada da produção e perda de estabilidade.