Contribuições para o acionamento do compressor linear ressonante sem sensor de posição - Dainez, Paulo Sérgio (2010)
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.