Desenvolvimento de um sistema servopneumático para regulação de velocidade de turbinas em pequenas centrais hidroelétricas

Abstract

Apresenta-se neste trabalho o estudo teórico-experimental de um sistema servopneumático destinado ao controle de posição de pás de turbinas de hidrelétricas. O sistema é composto por dois cilindros com haste de dupla ação controlados através de uma servoválvula pneumática, por um sensor de posição e um controlador digital. O sistema é dimensionado para atender aos requisitos comportamentais de um regulador de velocidade de 400KW, permitindo comparar o seu desempenho frente aos sistemas eletro-hidráulicos comumente empregados. Para tanto, desenvolveu-se um modelo não-linear para o servoposicionador pneumático incluindo relações não-lineares de vazão mássica na servoválvula com as pressões e com a tensão de controle. O atuador é modelado empregando equações da continuidade para as câmaras e a equação do movimento leva em consideração o modelo de atrito viscoso variável1. Com base no modelo desenvolvido projeta-se um controlador PID com compensação de zona morta, visando à superação das limitações dinâmicas e não-linearidades intrínsecas do sistema.