VII-SIEPE-RESUMO-PAULO-PIOVESAN-1

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Anais do VII Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão – Universidade Federal do Pampa 
OTIMIZAÇÃO DA TÉCNICA DE MODULAÇÃO DE POTÊNCIA POR 
CICLOS INTEIROS PARA ATENUAÇÃO DO EFEITO FLICKER 
 
Paulo Cezar Piovesan Vianna1, Michel Rodrigues Iserhardt2, Jumar Luis Russi3 
 
(1) Aluno do curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Pampa, Alegrete, Rio Grande do Sul, 
paulo.piovesan88@gmail.com 
(2) Analista de TI e Me. na Universidade Federal do Pampa, michel.bage@gmail.com 
(3) Professor Dr. na Universidade Federal do Pampa, jrussi@gmail.com 
 
RESUMO: Esse trabalho busca apresentar os resultados de duas técnicas distintas de modulação de potência baseadas no 
dimensionamento dos períodos de comutação da carga à nível de ciclos e semiciclos, partindo da otimização da técnica 
tradicional por Ciclos Inteiros. O principal objetivo do estudo é reduzir os efeitos de cintilação luminosa provocados pelo uso 
do chuveiro eletrônico. Para isso foram utilizados diferentes dispositivos, como um circuito flutuador de tensão, duas placas 
arduino®, um suporte para lâmpada conectado ao circuito de simulação de flutuação de tensão, além de um circuito LDR 
responsável pela detecção de variação de iluminância. Nove diferentes níveis de potência para cada técnica foram 
ensaiados, sendo os mesmos adquiridos diretamente no computador a fim de obter gráficos de iluminância em função do 
tempo. Os resultados preliminares mostraram que ambas as técnicas de modulação foram eficazes na atenuação do efeito 
flicker, com destaque para a técnica de Semiciclos Inteiros. 
 
Palavras-Chave: Modulação de potência, Flicker, Ciclos, Semiciclos. 
 
INTRODUÇÃO 
 
O emprego de cargas não-lineares na rede elétrica impacta diretamente no decrescimento da Qualidade 
de Energia Elétrica. Um dos principais exemplos de carga não-linear facilmente identificada nas instalações 
residenciais é o chuveiro eletrônico. Apesar da maior comodidade e da redução no desperdício de água, a ampla 
faixa de temperaturas entregue pelo mesmo é resultado da intensa comutação de chaves semicondutoras 
presentes em seu circuito. Nas situações em que encontra-se ativo, o chuveiro eletrônico introduz inúmeros 
distúrbios na rede, sendo o efeito de cintilação luminosa, também conhecido como efeito flicker, a forma mais 
perceptível. O flicker na maioria dos casos resulta no desconforto a nível fisiológico do cérebro humano, 
prejudicando assim, a qualidade de vida dos usuários. 
As técnicas de modulação de potência são a forma mais apropriada para o controle da energia 
disponibilizada a elementos aquecedores, e dentre elas, destaca-se a modulação por Ciclos Inteiros. O maior 
problema desta técnica são os grandes períodos entre condução e bloqueio, os quais originam flutuações de 
tensão a faixas de frequência ideais para ocorrência de flicker. Esse trabalho tem por objetivo aperfeiçoar a 
técnica de Ciclos Inteiros procurando atenuar o efeito flicker através da proposta de dimensionamento dos 
períodos de comutação à nível de ciclos e semiciclos, conforme (ISERHARDT, 2014). 
 
METODOLOGIA 
 
Visando reproduzir os efeitos provocados pela ativação de uma carga não-linear de elevada potência, 
como o chuveiro eletrônico, um simulador de flutuação de tensão implementado por (ISERHARDT, 2014) foi 
utilizado no ambiente de testes. Para avaliar o efeito flicker foram comparadas três técnicas de modulação 
distintas, sendo uma delas a tradicional de Ciclos Inteiros, e as outras duas, técnicas otimizadas, denominadas 
“Ciclos Inteiros com Período T Dimensionável” e “Semiciclos com Período T Dimensionável”. Nove algoritmos de 
cada técnica foram criados em linguagem C, visando a execução de cada teste na plataforma arduino® 
(ISERHARDT, 2014). Para o restante dos ensaios, dois modelos de placas arduino® foram empregadas, sendo 
a primeira responsável pela transferência das variáveis lógicas da programação até o simulador de flutuação de 
tensão, enquanto que a segunda para a coleta dos dados de iluminância. Para a detecção da variação de 
luminosidade um segundo circuito LDR foi montado em protoboard e conectado à segunda placa arduino®. 
Associado ao flutuador de tensão estabeleceu-se a ligação para uma lâmpada incandescente de potência 
nominal de 60 W responsável pela reprodução do efeito flicker frontalmente ao LDR durante a modulação. Cada 
placa arduino® foi conectada separadamente ao mesmo computador para o armazenamento e carregamento de 
dados. Todos os algoritmos de modulação foram executados dentro de um intervalo de tempo de 15 segundos. 
Anais do VII Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão – Universidade Federal do Pampa 
Por meio do software Coolterm® os dados puderam ser registrados e depois salvos em arquivos .txt para a 
geração de gráficos iluminância (Lux) versus período. As figuras a seguir mostram tanto o ambiente de testes, 
como os dispositivos essenciais aos ensaios. 
 
Figura 1: a) Ambiente de testes e seus elementos b) Circuito simulador de flutuação de tensão 
 
Simulador de 
Flutuação de 
Tensão
ARDUINO LEONARDO
ARDUINO UNO
ALIMENTAÇÃO 220V
LDR
 
 a) b) 
(Fonte: Iserhardt, 2014) 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Ao final dos ensaios para as três técnicas de modulação foram gerados diferentes gráficos considerando 
todos os algoritmos distintos de nível de potência. Em razão da grande quantidade de testes, os resultados para 
um dos níveis de potência selecionado dentre os 9 tipos seguem abaixo. 
 
Figura 2: Comparação da Técnica Tradicional com as duas Técnicas Otimizadas 
 
 
 (Fonte: Autores) 
 
Pela análise dos gráficos pode-se observar que ambas as técnicas de modulação são capazes de atenuar 
o efeito flicker, uma vez que a diminuição dos períodos de comutação aumentaram a frequência de operação. 
Se comparadas entre si, a técnica de Semiciclos leva vantagem tornando-se imperceptível o efeito de cintilação 
luminosa dada em lúmens (Lux). 
 
CONCLUSÕES 
 
A princípio o uso da técnica de modulação de potência por Ciclos Inteiros esbarrou na sensibilidade da 
ocorrência de cintilação luminosa em razão dos grandes períodos de comutação da carga não-linear. Entretanto, 
através do ambiente de testes e da metodologia utilizada, os resultados obtidos puderam ser comparados, 
mostrando graficamente que o dimensionamento dos períodos de condução e bloqueio através das técnicas 
discutidas foram capazes de reduzir consideravelmente o efeito flicker. 
 
REFERÊNCIAS 
 
ISERHARDT, M. R.Modulação de potência por ciclos inteiros: Técnicas de atenuação de flicker. 2014. 88 f. 
Dissertação de Mestrado em Engenharia Elétrica, Universidade Federal do Pampa, Alegrete. 2014.