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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2007.tde-09012008-150802
Documento
Autor
Nome completo
Vinícius José Santos Lopes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Grimoni, José Aquiles Baesso (Presidente)
Nakao, Osvaldo Shigueru
Zilles, Roberto
Título em português
Instrumentação virtual aplicada ao ensino experimental de engenharia elétrica.
Palavras-chave em português
Educação à distância
Engenharia elétrica (ensino)
Sistemas elétricos de potência (automação)
Resumo em português
A proposta deste trabalho é apresentar algumas potenciais aplicações do software LabVIEW da National Instruments, associado a um hardware de aquisição de dados, aplicado em experiências ligadas à área de sistemas de energia elétrica como ferramenta de apoio ao ensino presencial. Esta dissertação mostra o desenvolvimento de uma experiência em um laboratório de sistemas de energia elétrica que utilizam sensores Hall de tensão e corrente, uma placa A/ D e o software LabVIEW para monitorar variáveis elétricas, calcular e analisar potência, energia e fator de potência de um minissistema de energia em baixa tensão, que contém geradores síncronos trifásicos de 2kVA-220 V, um modelo de uma linha de transmissão com reatores e capacitores, e uma caixa de resistência para representar uma carga passiva. Uma placa A/ D permite saídas digitais, que por sua vez podem controlar contatores que ligam ou desligam elementos do circuito em análise. Um programa foi desenvolvido para servir como ferramenta de apoio no processo ensino-aprendizagem. Este programa possibilita monitorar e atuar na montagem experimental, disponibilizando três instrumentos virtuais básicos para o desenvolvimento da experiência. Estes três instrumentos são: uma primeira tela que mostra o diagrama dos fasores de todos os sinais de tensão e corrente simultaneamente; uma segunda tela, que mostra a forma de onda dos sinais de tensão e corrente no minissistema com as suas respectivas defasagens; e a terceira e última tela que fornece um sincronoscópio virtual possibilitando analisar os ajustes de tensão e freqüência necessários na operação de paralelismo do minissistema com a concessionária de energia. Este programa possibilita o acesso à montagem experimental do minissistema de energia pelo computador instalado na bancada do laboratório, permitindo também aos alunos, o monitoramento e controle do experimento a partir de seus próprios computadores, visualizando e reforçando no laboratório, os conceitos vistos na teoria.
Título em inglês
Virtual instrumentation applied to electrical engineering education.
Palavras-chave em inglês
Data acquisition
Energy systems
LabVIEW
Remote acess
Signal processing
Resumo em inglês
The proposal of this work is to present some potential applications of the software LabVIEW, from National Instruments, associated with data acquisition hardware, applied to experiments in the Electric Energy Systems area as a tool to support the presential education. This dissertation shows the developing of an experience in a electric energy system laboratory, which use Hall Effect sensors, A/D data acquisition board, connected to a PC, and the software LabVIEW (National Instruments) in order to monitor electrical parameters, calculate and analyze power, energy and power factor in a low-voltage power system, which contains synchronous three-phase generators of 2 kVA-220V, with a transmission line model provided with reactors and capacitors, and a resistance box representing a passive load. The A/D board allows controlling digital outputs that can control counters that switch on or off the circuit elements in the analysis. A program was developed in order to act a tool to support the process teaching-learning. This program allows to monitor and to act in the experimental assembly providing three basic virtual tools for the experiment development. These three tools are: one screen that simultaneously shows the phasor diagram with current and voltage; a second screen that shows voltage and current waveform of the mini-system with its respective imbalances; and the third and last screen, that provides a virtual synchronoscope which makes possible the analysis of the necessary adjustments of voltage and frequency in the operation of parallelism between the mini-system and the energy power supplier. This program allows the access to the experimental assembly of the energy mini-system through a computer installed in a bench of the laboratory. As a result, the students can also monitor and control the experiments through their own computers, allowing them to visualize and to reinforce in the laboratory, the concepts taught in theory.
 
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Data de Publicação
2008-02-27
 
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