Os afundamentos de tensão são reduções de curta duração entre o 10% a 90% da magnitude de tensão eficaz. Usualmente, estes afundamentos são associados com falhas no sistema de energia elétrica, mas podem ser causados pela elevada corrente de partida de motores de indução ou energização de transformadores. Apesar de sua curta duração, tais eventos podem causar sérios problemas para alguns equipamentos. As conseqüências dos afundamentos de tensão sobre a máquina assíncrona são: perda de velocidade durante o afundamento e picos de corrente e de conjugado que aparecem na queda de tensão e no instante de restabelecimento. Este estudo visa analisar o comportamento da máquina assíncrona diante de afundamentos de tensão e as características destes, devido à influência do motor assíncrono como carga. Enfocando-se neste ponto, é que foram considerados diferentes tipos de afundamentos devido a diferentes falhas, que produziram quedas de tensão nos terminais da máquina assíncrona com variações na magnitude e no argumento de tensão. As simulações foram realizadas aplicando um método numérico tradicional e um método simplificado, o método simplificado lineariza as equações diferenciais elétricas da máquina assíncrona considerando a velocidade mecânica constante, para o cálculo dos transitórios elétricos no início da queda de tensão e no restabelecimento da mesma. Os transitórios obtidos pelo método numérico tradicional (Runge Kutta quarta ordem) e o método simplificado foram comparados, para verificar a precisão deste método com respeito ao numérico tradicional, concluindo-se, que o método simplificado poderá aplicar-se em máquinas de baixo escorregamento e elevada constante de inércia. Além disso, foram realizados experimentos, submetendo o sistema a diferentes quedas de tensão, considerando diferentes magnitudes e durações no afundamento. / Voltage sags are fast reductions between 10% to 90% in the voltage magnitude. Sags are usually associated with system faults, but can also be caused by motors starting or by the transformers energizing. Despite their small duration, such events can cause serious problems for a wide range of equipments. The consequences of voltage sags on the induction machine are: decrease of the speed during the sag and current and torque peaks in the voltage drop and recovery times. This study aims to analyze the behavior of the induction machine during voltage sags and find the characteristics of these sags due to the influence of the induction motor as load, taking into account the different voltage sags types due to different fault types, considering variations in the magnitude, phase angle voltage and variations of the mechanical load of the motor. The simulations were carried out by means of a linear and simplified induction motor model using Matlab, this simplified method separates the electric transient of the mechanical transient, resulting in a large speed of calculation when compared with the numerical method (fourth order Runge-Kutta). The transients obtained by the simplified method were compared with the calculated by the numerical method. Besides, the experiments were carried out under the same bases as the simulations, submitting the system to different voltage drops during several intervals of time.

Os afundamentos de tensão são reduções de curta duração entre o 10% a 90% da magnitude de tensão eficaz. Usualmente, estes afundamentos são associados com falhas no sistema de energia elétrica, mas podem ser causados pela elevada corrente de partida de motores de indução ou energização de transformadores. Apesar de sua curta duração, tais eventos podem causar sérios problemas para alguns equipamentos. As conseqüências dos afundamentos de tensão sobre a máquina assíncrona são: perda de velocidade durante o afundamento e picos de corrente e de conjugado que aparecem na queda de tensão e no instante de restabelecimento. Este estudo visa analisar o comportamento da máquina assíncrona diante de afundamentos de tensão e as características destes, devido à influência do motor assíncrono como carga. Enfocando-se neste ponto, é que foram considerados diferentes tipos de afundamentos devido a diferentes falhas, que produziram quedas de tensão nos terminais da máquina assíncrona com variações na magnitude e no argumento de tensão. As simulações foram realizadas aplicando um método numérico tradicional e um método simplificado, o método simplificado lineariza as equações diferenciais elétricas da máquina assíncrona considerando a velocidade mecânica constante, para o cálculo dos transitórios elétricos no início da queda de tensão e no restabelecimento da mesma. Os transitórios obtidos pelo método numérico tradicional (Runge Kutta quarta ordem) e o método simplificado foram comparados, para verificar a precisão deste método com respeito ao numérico tradicional, concluindo-se, que o método simplificado poderá aplicar-se em máquinas de baixo escorregamento e elevada constante de inércia. Além disso, foram realizados experimentos, submetendo o sistema a diferentes quedas de tensão, considerando diferentes magnitudes e durações no afundamento. / Voltage sags are fast reductions between 10% to 90% in the voltage magnitude. Sags are usually associated with system faults, but can also be caused by motors starting or by the transformers energizing. Despite their small duration, such events can cause serious problems for a wide range of equipments. The consequences of voltage sags on the induction machine are: decrease of the speed during the sag and current and torque peaks in the voltage drop and recovery times. This study aims to analyze the behavior of the induction machine during voltage sags and find the characteristics of these sags due to the influence of the induction motor as load, taking into account the different voltage sags types due to different fault types, considering variations in the magnitude, phase angle voltage and variations of the mechanical load of the motor. The simulations were carried out by means of a linear and simplified induction motor model using Matlab, this simplified method separates the electric transient of the mechanical transient, resulting in a large speed of calculation when compared with the numerical method (fourth order Runge-Kutta). The transients obtained by the simplified method were compared with the calculated by the numerical method. Besides, the experiments were carried out under the same bases as the simulations, submitting the system to different voltage drops during several intervals of time.

Os afundamentos de tensão são reduções de curta duração entre o 10% a 90% da magnitude de tensão eficaz. Usualmente, estes afundamentos são associados com falhas no sistema de energia elétrica, mas podem ser causados pela elevada corrente de partida de motores de indução ou energização de transformadores. Apesar de sua curta duração, tais eventos podem causar sérios problemas para alguns equipamentos. As conseqüências dos afundamentos de tensão sobre a máquina assíncrona são: perda de velocidade durante o afundamento e picos de corrente e de conjugado que aparecem na queda de tensão e no instante de restabelecimento. Este estudo visa analisar o comportamento da máquina assíncrona diante de afundamentos de tensão e as características destes, devido à influência do motor assíncrono como carga. Enfocando-se neste ponto, é que foram considerados diferentes tipos de afundamentos devido a diferentes falhas, que produziram quedas de tensão nos terminais da máquina assíncrona com variações na magnitude e no argumento de tensão. As simulações foram realizadas aplicando um método numérico tradicional e um método simplificado, o método simplificado lineariza as equações diferenciais elétricas da máquina assíncrona considerando a velocidade mecânica constante, para o cálculo dos transitórios elétricos no início da queda de tensão e no restabelecimento da mesma. Os transitórios obtidos pelo método numérico tradicional (Runge Kutta quarta ordem) e o método simplificado foram comparados, para verificar a precisão deste método com respeito ao numérico tradicional, concluindo-se, que o método simplificado poderá aplicar-se em máquinas de baixo escorregamento e elevada constante de inércia. Além disso, foram realizados experimentos, submetendo o sistema a diferentes quedas de tensão, considerando diferentes magnitudes e durações no afundamento. / Voltage sags are fast reductions between 10% to 90% in the voltage magnitude. Sags are usually associated with system faults, but can also be caused by motors starting or by the transformers energizing. Despite their small duration, such events can cause serious problems for a wide range of equipments. The consequences of voltage sags on the induction machine are: decrease of the speed during the sag and current and torque peaks in the voltage drop and recovery times. This study aims to analyze the behavior of the induction machine during voltage sags and find the characteristics of these sags due to the influence of the induction motor as load, taking into account the different voltage sags types due to different fault types, considering variations in the magnitude, phase angle voltage and variations of the mechanical load of the motor. The simulations were carried out by means of a linear and simplified induction motor model using Matlab, this simplified method separates the electric transient of the mechanical transient, resulting in a large speed of calculation when compared with the numerical method (fourth order Runge-Kutta). The transients obtained by the simplified method were compared with the calculated by the numerical method. Besides, the experiments were carried out under the same bases as the simulations, submitting the system to different voltage drops during several intervals of time.

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:16:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertonha_LeandroCorrea_M.pdf: 4817108 bytes, checksum: 7377641ea7817b2bac41b6c4870c60b2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é apresentada a implementação de uma estratégia de controle escalar V/f que mantém o fluxo de entreferro constante em seu valor nominal a partir do controle da relação entre a tensão de terceira harmônica, do estator, presente devido à saturação magnética, e da freqüência elétrica. No caso das bobinas de estator estarem conectadas em Y, a terceira harmônica de tensão é obtida a partir da soma das tensões de fase do estator. Na. presente proposta não é necessário saber a magnitude do fluxo, mas apenas o valor da terceira harmônica de tensão quando o motor opera na sua condição nominal. O método proposto é simples de ser implementado, computacionalmente leve e insensível aos parâmetros do motor. Esta última característica é especialmente atrativa, pois boa parte cios acionamentos elétricos propostos na literatura com controle escalar tem seu desempenho insatisfatório devido à influência da variação da resistência de estator, principalmente quando o motor opera em baixas velocidades. Resultados experimentais mostram que a técnica implementada tem um excelente desempenho em regime permanente, ainda que com carga mecânica, e bom desempenho nos transitórios / Abstract: In this work it is presented the implementation of scalar control V/f technique. It keeps the air gap flux constant in its rated value by the control of the relation between third harmonic voltage, due to saturation, and electric frequency. When the coils are conected in Y. the third harmonic is obtained by the sum of staler phase voltage. We propose that it is not necessary to know the air gap flux magnitude, but only the third harmonic value when the induction motor operates in rated condition. The proposed method is easy to implement, has a light coputational processing and it is not sensitive to motor parameters. This last caracteristic is attractive, because many electric drivers have low performance due to the influence of stator resistence variation, mainly when, the motor operates in reduced speed. Experimental results show the high performance of system in steady state, with applied load, and good performance in dynamic situation / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Tato práce řeší návrh komplexního modelu asynchronního stroje, pomocí něhož se dá stroj analyzovat. Model se skládá z dílčích modelů, které popisují asynchronní stroj z hlediska elektro-magnetického, elektrického a tepelného. Elektromagnetický model je řešen pomocí metody koneč-ných prvků v programu zvaném FEMM. Další výpočty jsou provedeny pomocí Matlabu. Tepelný model počítá s ustáleným stavem stroje v požadovaném pracovním bodě. Elektrický model je řešen pomocí náhradního schématu, ze kterého jsou odvozeny vztahy pro elektrické veličiny. Výsledný propojený model je naprogramován v Matlabu a slouží jako nástroj pro analyzování asynchronního stroje.

The aim of the master thesis is introduction with software Ansys Workbench and calculate the thermal field arroud the induction machine. After introduction with the software was bulit model of induction machine and there were simulated various thermal calculations at operating conditions. They were measured on a real induction machine in laboratories.

The main aim of this work is a development of electric car. This car has fuel cells as a primary source of electrical energy which will be performed with regard to the maximum roll-out and to maximize the efficiency of hydrogen conversion into electricity. The first part is dedicated to the concept of drive as a whole, the second part is dedicated to solving vehicle dynamics. The third part describes the design of mathematical models of drive components. Part four gives the results of simulations of traffic on the route at different ways of managing fuel cells and various vehicle speeds.

This thesis deals with the problem of the high-speed electrical machines. In the introduction summary of the high-speed machines are discussed. Induction machine with squirrel cage winding and solid rotor is chosen as suitable solution for given requirements. The multiple types of designs of the induction machines with solid rotor and problematic areas are discussed. Main part of this thesis is an electromagnetic design of the machine with respect to mechanical stress. The designed machine is analyzed with the use of finite element method in ANSYS Mechanical and Maxwell software.

With an increased demand on high-efficiency electrical machines in traction applications, better understanding in the losses induced by the converter is needed. The harmonic losses from the converter are non-negligible part of the total losses in an induction machine, and these harmonic losses have been studied here with a focus on iron, skin-effect and proximity losses. The main goal of the thesis is to advise how the modulation method can be changed to lower these time harmonic losses in an induction machine. A model of the induction machine was created in the FEM(Finite Element Method) software FLUX. The iron, the proximity and the skin-effect losses were simulated in the FLUX model with different modulation method to analyse the time harmonic losses due to respective phenomena. The modulation method at higher operation is square-wave modulation, this is due to that maximum fundamental voltage has been reached. At lower operation, pulse width modulation is used, and the switching frequency can be increased to lower the time harmonics losses in the motor. The iron losses simulated in FLUX show that the losses increase with frequency even if the motor enters flux weakening operation at higher frequencies. The proximity phenomena gives rise to a distinct increase of resistive losses in the conductor closest to the air gap in the stator winding. The skin-effect phenomena affects the losses at square-wave modulation of high frequencies mostly as the time harmonics are larger and of low order. / Med en ökad efterfrågan på högeffektiva elektriska maskiner i traktionsapplikationer, måste man ha en högre förståelse i de förluster som induceras av frekvensomvandlaren. Förlusterna från frekvensomvandlaren är en icke försumbar del av de totala förlusterna i induktionsmaskinen. Förlusterna har här analyserats med fokus på järn-, skineffekt- och proximityförluster. Huvudsyftet med examensarbetet är att ge råd i hur moduleringsmetoden kan ändras för att sänka övertonsförlusterna i en induktionsmaskin. En modell av induktionsmaskinen skapades i FEM(Finita Elementmetoden) mjukvaran FLUX. Järn-, proximity- och skineffektförlusterna simulerades i FLUX-modellen med olika moduleringsmetoder för att analysera övertonsförluster på grund av respektive fenomen. Moduleringsmetoden vid högre drift är fyrkantmodulering, det är på grund av att maximal fundamental spänning har uppnåtts. Vid lägre drift har pulsbreddsmodulering använts och switchfrekvensen kan ökas för att sänka övertonersförlusterna i motorn. Järnförlusterna som simulerades i FLUX-modellen visar att förlusterna ökar med frekvensen även när motorn utsatts för fältförsvagning vid högre frekvensker. Proximityfenomenet ger upphov till en tydlig ökning av resistiva förluster i ledaren närmast luftgapet i statorlindningen. Skineffektfenomenet påverkar förlusterna på fyrkantsmoduleringen av höga frekvenser, mest på grund av att övertonerna är större och av låg ordning.

In diesem Beitrag wird ein thermisches Modell beschrieben, mit dem die Temperaturverteilung einer elektrischen Maschine während des dynamischen Betriebes berechnet werden kann. Die Maschine kann so ohne Überschreiten von Temperaturgrenzen weiter ausgenutzt werden. / In this paper a thermal model for dynamic operations is proposed to calculate the transient temperature distribution in the electrical machine. With the help of the model it is possible to increase availability during overload operation. Temperature limit overrun can be avoided.