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Dúvidas e sugestões

Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Modelagem, desenvolvimento e análise de um sistema gerador de ozônio, operando em alta frequência com controlador digital de sinais
Título [EN]: Modeling, analysis and development of an ozone generator system, operating at high frequency with digital signal controller
Autor(es): Gilson Junior Schiavon
Palavras-chave [PT]:

Gerador de ozônio. Descarga corona. Controle digital. Conversor CC/CC. DSC P1 PWM. Brasil.

Ozone generator. Corona discharge. Digital control. DC/DC converter. DSC. PI. PWM. Brazil.

Paulo Roberto Paraíso [Orientador] - UEM Claiton Moro Franchi - UEM Fábio Ranan Durand - UEM Mauro Antonio da Silva Sá Ravagnani - UEM Nehemias Curvelo Pereira

Resumo: Atualmente o ozônio tem sido muito estudado para aplicações em tratamento de água, tratamento de efluentes domésticos e industriais, na medicina, na odontologia, na medicina veterinária, agricultura, desinfecção de ambientes, conservação de alimentos entre outros. O ozônio pode ser produzido de três formas principais: por eletrólise, UV (ultravioleta) e descarga corona. A maioria dos geradores de ozônio baseados na descarga corona, base deste trabalho, são constituídos por fontes de alimentação convencionais operando em baixa frequência, as quais possuem baixo rendimento, são robustas e não possuem sistema de controle, refletindo assim, todas as variações de entrada em sua saída, além de não compensar variações de carga, ocasionando instabilidades na produção de ozônio. Nestes geradores a produção de ozônio é fixa e quando necessário uma variação, a vazão do gás aumentador deve ser alterada, observando que a energia elétrica consumida pelo gerador continua a mesma. Desta forma, o presente trabalho consiste de um amplo projeto envolvendo as áreas de modelagem, controle e automação de processos, eletrônica de potência e processos químicos, resultando ao final do mesmo a implementação da placa de potência, placa de controle analógico, placa de controle digital e reator do sistema gerador de ozônio, baseado no princípio de descarga corona. O gerador desenvolvido, possibilita aplicações em processos oxidativos em geral, sendo o mesmo projetado e implementado em malha fechada com ação proporcional e integral (P1), controle analógico e em seguida digital com DSC (Controlador Digital de Sinais) para comparação de desempenho. A etapa de potência é constituída por dois conversores chaveados em alta frequência, um conversor buck e um conversor flyback. Por meio da tecnologia de fontes chaveadas em alta frequência é possível variar a produção do ozônio gerado, atuando diretamente no sinal de controle dos conversores, desta forma variando o consumo de energia elétrica proporcionalmente a produção de ozônio requerida, fornecendo uma economia de energia. São apresentados o estágio de potência, o controle analógico em malha fechada, o controle digital e o reator desenvolvido, além da implementação de todas as funções, proteções e sinalizações do sistema que controla o gerador de maneira analógica e digital. Os resultados experimentais de funcionamento e sugestões de aplicações apresentados, foram obtidos a partir do protótipo implementado, comprovando experimentalmente a funcionabilidade da técnica desenvolvida, mostrando ser uma alternativa viável para aplicações em processos oxidativos. Abstract: Currently ozone has been studied for appiications in water treatment, treatment of domestic and industrial effluents, in medicine, dentistry, veterinary medicine, agricuiture, disinfectiori of environments, food preservation and others. Ozone can be produced in three main ways: by eiectroiysis, UV (ultraviolet) and corona discharge. Most ozone generators based on the corona discharge, based on this work, consist of conventional power sources operating at 10w frequeny, which have lowincomes, are robust and have no control system, thus refleting ali variations of input on its output, and does not compensate for ioad variations, causing instability in the production of ozone. In these generators, ozone production is fix and where necessary a variation, the flow of feed gas should be changed, noting that the power consumed by the generator remains the sarne. Thus, the present work consists of a large project involving the areas of modeling, control and process automation, power electronics and chemical processes, leading to the final implementation of the power board, control anaiog, digital and reactor the ozone generator system, based on the principie of corona discharge. The generator developed ailows applications in oxidative processes in general, the sarne being designed and implernented in closed Ioop with proportional and integral (P1) action, anaiog control and digital using DSC (Digital Signal Controilér), for performance comparison. The power stage consists of two switched converters in high frequency, a buck converter and a flyback converter. By means of the technology the power supplies in high frequency, is possible to vary the production of ozone generated by acting directly on the control signal the converters, thereby varying the electrical power consumption proportionally the production of ozone required, providing an economy of energy. Are presented the power stage, the anaiog control in closed-Ioop, digital control and the reactor developed, the implementation of ali functions, protections and signaiing for system, that controis the generator so analog and digital. The experimental resuits of operation and suggestions for applications, were obtained from the prototype impiemented, experimentaily confirming the functionality of the developed technique, being a viabie alternative for applications in oxidative processes.

Idioma: Português Data de Publicação: 2012 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Paulo Roberto Paraíso Orientador: Prof. Dr. Cid Marcos G. Andrade Co-Orientador: Prof. Dr. Luiz Mario de Matos Jorge Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Tese (doutorado em Engenharia Química)/ UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: admin
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese_Gilson Schiavon.pdf
Tamanho: 9876 Kb (10112929 bytes)
Criado: 09-09-2013 11:32
Atualizado: 16-09-2013 14:32
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