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Previous issue date: 2010-06-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the resonant linear compressor the piston is drive by a linear actuator and a resonant mechanical spring directly in the reciprocating motion, this is a mass spring resonant system, eliminating bearing and crank of the conventional reciprocating compressors, and the friction loss has a significant reduction. The maximum displacement of the piston is regulating by the equilibration between the power supply by the actuator and the power transfer to the gas compression process. This type of the compressor is design to work at the resonant frequency of the mass spring system, in this condition the efficiency is maximum. Then the control must drive the linear actuator in the maximum displacement of the piston and adjust the drive frequency at the system resonant frequency. For enable of this process is necessary that piston position is known with precision, however the installation of a sensor have same difficulty, since the refrigeration compressor is hermetic system, and it have high pressure and temperature, with wide range of variation. This work develop the implementation of a full order linear observer to estimate the displacement and the velocity of the piston of the resonant linear compressor, and a control system able to drive the compressor in the maximum piston displacement and in the resonant frequency, and only measured a current of the linear actuator, without sensor inside de compressor. For this a nonlinear model of the compressor and a linear model with variable coefficients for the observer are develop, also a simulator of the system is develop, where the compressor model is controlled by the displacement and the velocity signals calculate by observer, demonstrated the feasibility of the proposed technique in the present work. / Nos compressores lineares ressonantes o pistão é acionado por um atuador linear e molas diretamente no sentido do seu movimento alternativo, formando um sistema massa-mola ressonante, eliminando assim os mancais mecânicos e o sistema biela e manivela dos compressores convencionais, reduzindo de forma significativa as perdas por atrito. A amplitude do deslocamento do pistão é regulada pelo equilíbrio da potência fornecida pelo atuador e a potência transferida para o processo de compressão do gás. Estes compressores são projetados para funcionar na frequência de ressonância do sistema massa-mola, nesta condição a eficiência do sistema é máxima. Assim, o controle deve acionar o atuador linear na máxima amplitude de deslocamento do pistão e ajustar a frequência de acionamento na frequência de ressonância do sistema. Para viabilizar este processo é necessário que o curso do pistão seja conhecido com precisão, porém a instalação de um sensor apresenta dificuldades, pois os compressores de refrigeração são herméticos e estão sujeitos a pressões e temperaturas elevadas e com grande faixa de variação. Este trabalho propõe a implementação de um observador de estados de ordem plena, para estimar o deslocamento e a velocidade do pistão do compressor linear ressonante, e um sistema de controle capaz de acionar o compressor no deslocamento máximo e na frequência de ressonância, medindo somente a corrente no atuador linear, sem a necessidade de sensores instalados dentro do compressor. Para isto desenvolve-se um modelo não linear do compressor e um modelo linear equivalente de coeficientes variáveis para o projeto do observador, também é desenvolvido um simulador do sistema, onde o modelo do compressor é controlado pelos sinais de deslocamento e velocidade calculados pelo observador, demonstrando a viabilidade da técnica proposta no
presente trabalho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.udesc.br #179.97.105.11:handle/1903 |
| Date | 25 June 2010 |
| Creators | Dainez, Paulo Sérgio |
| Contributors | Oliveira, José de |
| Publisher | Universidade do Estado de Santa Catarina, Mestrado em Engenharia Elétrica - Profissionalizante, UDESC, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UDESC, instname:Universidade do Estado de Santa Catarina, instacron:UDESC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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