O motor de indução é, talvez, o mais robusto e, certamente, um dos motores mais comumente usados. Graças à simplicidade de sua construção, do seu baixo custo, confiabilidade e rendimento relativamente alto com carga nominal é provável que ele permaneça sendo a principal fonte de transformação de energia elétrica em energia mecânica nas aplicações industriais e comerciais por um futuro previsível. O estudo de economia de energia pela redução de perdas é o objetivo do presente estudo. Os motores de indução operam regularmente com fluxo quase constante no entreferro e, portanto, com perdas magnéticas quase constantes. A utilização de um circuito gradador de tensão em série com a alimentação do motor para reduzir o fluxo no entreferro pela redução da tensão aplicada quando a carga não requer fluxo total é o objeto de análise neste estudo. Com a redução da tensão, para manter o conjugado de operação, a velocidade de rotação diminui, ou seja, há um aumento no escorregamento até um valor ótimo para reduzir as perdas totais. Então, esperaria-se que com a redução da tensão aplicada, as perdas magnéticas decresceriam e a eficiência total cresceria. Via de regra, no motor de indução, dada a característica mergulhante de sua curva Conjugado x Velocidade na região em torno da velocidade nominal, o conjugado varia muito mais que a velocidade. Para operação eficiente, a sua tensão aplicada deve ser função da carga que traciona. É objetivo desse trabalho estudar um dispositivo que, colocado em série com a fonte de alimentação de um motor de indução de CA, promove a redução de potência fornecida ao motor, quando a carga aplicada ao motor é menor que a carga nominal. Uma análise da redução da tensão senoidal aplicada através de um auto-transformador de tensão variável é comparada com a redução da tensão através de um circuito gradador baseado em tiristores. A melhor tensão a ser obtida é a que reduz as perdas magnéticas ao mínimo, para cargas que não requerem o fluxo total no entreferro como quando da tensão nominal aplicada. As limitações do processo são estudadas e apresentadas. / The induction motor is perhaps the most rugged, and certainly one of the most commonly used motors. With simply construction, low cost, reliability and efficiency relatively high with rated-load it seems to be a good way to convert electric energy into mechanical energy for industrial and domestic applications for a predictable future. An economy in energy consumption by loss reduction is the goal of this study. The induction motors as normal operate with constant flux in the air-gap and, hence with almost constant losses in the core. The use of a voltage gradador circuit in series with the voltage source applied to the motor for flux reduction in the air-gap by reduction of the voltage when the load do not need full-flux is this study proposal. Hence, with applied voltage reduction, to keep the operational torque, the motor rotation decreases or the slip increases to an optimum value to reduce the total core losses and increase the efficiency. As a rule, the induction motor, by the dip characteristic of the torque x speed curve in the region near the nominal speed, the torque changes much more then the speed. For efficient operation, the applied voltage should be a function of the load. It is the goal or aim of this work to study a device which, when placed in series with the power input of an alternating current induction motor, will produce a reduction in power normally provided to the motor when operated in either a condition where motor loading is less than a rated load. An analysis of voltage ideal sine wave supply reduction applied by an autotransformer with variable voltage is compared with the voltage reduction using a gradador circuit based on thyristors. The optimal voltage operation is the one that decrease the iron losses to minimum, for partial-load that do not need full-flux in the air-gap as when the full voltage is applied. Limitations in the process are investigated and will be showed.

Submitted by TIAGO VERONESE ORTUNHO null (tiagoveronese@yahoo.com.br) on 2016-02-12T15:21:25Z No. of bitstreams: 1 dissertação_Tiago Veronese Ortunho.pdf: 9888051 bytes, checksum: daa0017b5f72b209761888978c268823 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-15T11:22:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ortunho_tv_me_ilha.pdf: 9888051 bytes, checksum: daa0017b5f72b209761888978c268823 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-15T11:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ortunho_tv_me_ilha.pdf: 9888051 bytes, checksum: daa0017b5f72b209761888978c268823 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Nesta dissertação apresentam-se o princípio de funcionamento do motor de indução trifásico em regime permanente abordando os ensaios necessários para obtenção de seus parâmetros e as diferentes possibilidades de variação de velocidade. A partir disso, efetuou-se uma análise da modelagem dinâmica do motor, enfocando nas transformações de eixos, além de analisar os tipos de controle, escalar, vetorial direto e indireto (orientado pelo fluxo do rotor, pelo fluxo do estator e pelo fluxo do entreferro) e o controle direto de torque. Também se abordou os conversores CC - CA utilizados para o acionamento do motor de indução trifásico, juntamente com suas principais metodologias de modulação. Fez-se uma revisão do estado da arte dos sistemas de acionamento e controle mais estudados nos últimos anos sobre o assunto. Após, estudou-se os conceitos de estabilidade quadrática proposto por Lyapunov, juntamente com o controle H∞, os quais foram a base para o desenvolvimento de controladores robustos projetados no trabalho com desigualdade matriciais lineares (em inglês Linear Matrix Inequalities (LMIs)). Desenvolveram-se cinco tipos de controladores robustos com LMIs: o robusto, com taxa de decaimento (para sigma 1 e 10), H∞, H∞ com D-Estabilidade e H∞ com D-Estabilidade e realimentação da integral do erro de saída sendo que em todos o motor de indução trifásico foi orientado pelo fluxo do rotor. Os controladores foram projetados para quatro diferentes configurações, sendo considerados, primeiro caso - variação da velocidade (5 rad/s até a nominal); segundo caso - variação da velocidade e incerteza na resistência rotórica (3%); terceiro caso - variação na velocidade e incerteza na constante de tempo do rotor (5%); quarto caso - variação na velocidade e incertezas na constante de tempo do rotor (15%) e do estator (10%). Em todos os controladores projetados foram analisadas a resposta no tempo das saídas para uma entrada degrau unitário de distúrbio do torque de carga. Esta análise objetivou avaliar o comportamento do sistema, porém, para emular o sistema com maior fidelidade, foi montado no software Matlab/Simulink uma plataforma que contém o conjunto completo de acionamento, sistema de potência e controle, com alimentação trifásica, retificador de onda completa, barramento CC – CC, conversor CC – CA, motor de indução de indução trifásico e sensores. Esta plataforma possibilita desenvolver diversos testes no acionamento do motor de indução, além de facilitar a implementação e coleta de resultados com outras topologias de controladores. Nesta plataforma foram desenvolvidas simulações para o sistema sem carga e após 1,5 segundos aplicava-se um degrau de carga nominal no motor. Nesta plataforma analisaram-se o sistema em malha aberta com intuito de entender o comportamento do motor e, em malha fechada, foi simulado o sistema para os quatro casos de análise considerando os seis controladores robustos e o sistema com o controle clássico PI. Nas simulações foram observadas diversas formas de onda, as quais foram comparadas com os resultados do sistema em malha aberta e do controle PI. Os melhores resultados foram obtidos para os controladores H∞ com D-Estabilidade e H∞ com D-Estabilidade e realimentação da integral do erro de saída, pois, seguiram a referência de velocidade solicitada com um tempo de estabelecimento relativamente pequeno. Evidencia-se a viabilidade dos controladores e a possibilidade da implementação em bancada e ambiente industrial, os quais proporcionarão maior confiabilidade ao sistema de acionamento. / This research shows the steady state operating principle of triphasic induction motors to approach the tests necessary to obtain their parameters and different speed variation possibilities. After were performed an analysis of the dynamics of motor modeling, focusing on the transformation of axes, and analyzing the types of control, scalar, direct and indirect vector (guided by the rotor flux at the stator flux and flux air gap) and direct torque control. The converters CC – AC used to drive the induction motor are also aborded, along with their main methods of modulation. A review of the state of the art regarding the drives and control systems most studied in recent years on the subject is presented. After were studied the concepts of quadratic stability proposed by Lyapunov, together with the H∞ control, which were the basis for the development of robust controllers based on Linear Matrix Inequality (LMI). In this research were developed five types of robust controllers with LMI: the robust controller, the controller with decay rate (for sigma 1 and 10), H∞ controller, H∞ controller with D- Stability and H∞ controller with D- Stability and feedback the integral of output error, considering in all cases that the triphasic induction motor is driven by rotor flux. The controllers were designed for four different configurations and were considered the first case - the speed variation (5 rad/s up to the rated); second case - the speed variation and uncertainty in the rotor resistance (3%); third case - variations in speed and uncertainty in the rotor time constant (5%); fourth case - variations in speed and uncertainties in the rotor time constant (15%) and the stator (10%). In all researched controllers were analyzed the response time of the outputs for a unit step input load torque disturbance. This analysis aimed to evaluate system behavior, however, for a complete and rigorous analysis of the system, with greater fidelity, was set up in Matlab/ Simulink software a platform that contains the full set of drive, power and control system with three-phase power, full-wave rectifier, bus DC – DC, converter DC – AC, three-phase induction motor and sensors. This platform allows the simulation of various tests with induction motor drive, and also the implementation and result analysis using a broad class of controllers. Simulations of the system without load and considering a nominal engine load step applied after 1.5 seconds are presented. In this program were analyzed the open-loop system with the aim of understanding the motor behavior, and the closed loop system was simulated considering four cases, six robust controllers and the classic PI controller. The simulations display the waveforms of triphasic current and the line voltage of the MIT, the triggers for inverter drive, currents and voltages of the direct-axis and quadrature, the electromagnetic torque and speed. The best results were obtained for the H∞ controllers with D-Stability and H∞ with D-Stability and feedback of the integral of output error. The feedback system with this controller tracked the speed reference with a small setting time. Based on this results it is possible the application of this control technique in industrial environments.

O motor de indução é, talvez, o mais robusto e, certamente, um dos motores mais comumente usados. Graças à simplicidade de sua construção, do seu baixo custo, confiabilidade e rendimento relativamente alto com carga nominal é provável que ele permaneça sendo a principal fonte de transformação de energia elétrica em energia mecânica nas aplicações industriais e comerciais por um futuro previsível. O estudo de economia de energia pela redução de perdas é o objetivo do presente estudo. Os motores de indução operam regularmente com fluxo quase constante no entreferro e, portanto, com perdas magnéticas quase constantes. A utilização de um circuito gradador de tensão em série com a alimentação do motor para reduzir o fluxo no entreferro pela redução da tensão aplicada quando a carga não requer fluxo total é o objeto de análise neste estudo. Com a redução da tensão, para manter o conjugado de operação, a velocidade de rotação diminui, ou seja, há um aumento no escorregamento até um valor ótimo para reduzir as perdas totais. Então, esperaria-se que com a redução da tensão aplicada, as perdas magnéticas decresceriam e a eficiência total cresceria. Via de regra, no motor de indução, dada a característica mergulhante de sua curva Conjugado x Velocidade na região em torno da velocidade nominal, o conjugado varia muito mais que a velocidade. Para operação eficiente, a sua tensão aplicada deve ser função da carga que traciona. É objetivo desse trabalho estudar um dispositivo que, colocado em série com a fonte de alimentação de um motor de indução de CA, promove a redução de potência fornecida ao motor, quando a carga aplicada ao motor é menor que a carga nominal. Uma análise da redução da tensão senoidal aplicada através de um auto-transformador de tensão variável é comparada com a redução da tensão através de um circuito gradador baseado em tiristores. A melhor tensão a ser obtida é a que reduz as perdas magnéticas ao mínimo, para cargas que não requerem o fluxo total no entreferro como quando da tensão nominal aplicada. As limitações do processo são estudadas e apresentadas. / The induction motor is perhaps the most rugged, and certainly one of the most commonly used motors. With simply construction, low cost, reliability and efficiency relatively high with rated-load it seems to be a good way to convert electric energy into mechanical energy for industrial and domestic applications for a predictable future. An economy in energy consumption by loss reduction is the goal of this study. The induction motors as normal operate with constant flux in the air-gap and, hence with almost constant losses in the core. The use of a voltage gradador circuit in series with the voltage source applied to the motor for flux reduction in the air-gap by reduction of the voltage when the load do not need full-flux is this study proposal. Hence, with applied voltage reduction, to keep the operational torque, the motor rotation decreases or the slip increases to an optimum value to reduce the total core losses and increase the efficiency. As a rule, the induction motor, by the dip characteristic of the torque x speed curve in the region near the nominal speed, the torque changes much more then the speed. For efficient operation, the applied voltage should be a function of the load. It is the goal or aim of this work to study a device which, when placed in series with the power input of an alternating current induction motor, will produce a reduction in power normally provided to the motor when operated in either a condition where motor loading is less than a rated load. An analysis of voltage ideal sine wave supply reduction applied by an autotransformer with variable voltage is compared with the voltage reduction using a gradador circuit based on thyristors. The optimal voltage operation is the one that decrease the iron losses to minimum, for partial-load that do not need full-flux in the air-gap as when the full voltage is applied. Limitations in the process are investigated and will be showed.

Orientador: José Paulo Fernandes Garcia / Resumo: Este trabalho apresenta uma análise do motor de indução trifásico (MIT), que é um dos motores mais utilizados em aplicações industriais, e de diferentes metodologias de controle de velocidade aplicadas para este tipo de motor. A princípio realizou-se um estudo do funcionamento do MIT sem nenhum tipo de controle, para somente depois analisar-se tanto técnicas clássicas e já bastante difundidas no controle deste tipo de máquina como também um tipo específico de controlador robusto, a fim de utilizá-lo para substituir os controladores clássicos na intenção de obter-se um desempenho superior. O controlador robusto escolhido foi do tipo com Estrutura Variável e Modos Deslizantes (CEV-MD). Este trabalho foca no estudo do Controle Vetorial Indireto com Orientação sobre o Fluxo do Rotor, sendo utilizados juntamente deste método um controlador clássico (do tipo PI, Proporcional Integral) e o controlador robusto projetado (do tipo CEV-MD), no intuito de realizar-se uma comparação entre o desempenho dos dois controladores mediante diferentes condições de operação, incluindo-se variação de parâmetros do motor e falhas de queda de tensão nos terminais da máquina. Todos os estudos e projetos resultaram em um conjunto de simulações no ambiente MATLAB/Simulink, a partir das quais constatou-se que o controlador robusto projetado apresentou um desempenho um pouco superior ao do PI, tanto no controle da velocidade quanto em relação a tolerar as falhas de queda de tensão. / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This doctoral thesis presents the development of sensorless methods aiming the rotor speed control of asymmetrical two-phase induction motors. Initially, the machine mathematical model is presented. From the machine model, two methods for identification of electrical parameters of the induction machine are presented. The first method is based on the classical tests for electrical parameter estimation on three-phase induction motors, while the second method uses a RLS algorithm for the electrical parameters identification. Moreover, a vector control scheme applied to asymmetrical induction machines is presented. The influence that the machine asymmetry impacts on the field indirect vector control rotating at synchronous speed is analyzed. Simulation results show the coupling and the oscillations on the stator currents. The rotor speed estimation is carried out firstly by a MRAS estimator applied to single-phase induction motor drive. Furthermore, three rotor speed estimation methods based on continuous and discrete time sliding mode observers are proposed. The proofs of stability and convergence of these algorithms are developed and presented. The limits for the switching gains of the sliding mode observer are presented for continuous and discrete time. These limits are distinct and are highlighted in this study. Besides, a geometric modulation technique for three-leg voltage source inverters driving two-phase machines is presented. The rotor speed control is carried out from two schemes. The first method uses a discrete-time PI controller, while the second scheme uses a RMRAC controller. Simulation and experimental results are presented to validate the proposed techniques. / Esta tese faz o desenvolvimento de técnicas sensorless para o controle de velocidade rotórica de motores de indução bifásicos assimétricos. Inicialmente, o modelo matemático deste motor é apresentado. A partir da obtenção deste modelo, dois métodos para realização de ensaios com o intuito de determinar os parâmetros elétricos da máquina são desenvolvidos. O primeiro método é baseado nos ensaios clássicos para estimação de parâmetros de máquinas de indução trifásicas, enquanto o segundo método faz o uso de um algoritmo RLS identificação dos parâmetros elétricos. Além disso, neste trabalho um método de controle vetorial aplicado a máquinas de indução assimétricas é desenvolvido. É demonstrada a influência que a assimetria da máquina resulta no uso do controle vetorial orientado indiretamente no campo em eixos síncronos. Resultados de simulações mostram o acoplamento e consequentes oscilações nas correntes estatóricas. A estimação da velocidade rotórica é realizada inicialmente a partir do desenvolvimento de um estimador MRAS aplicado a um motor de indução monofásico. São propostos três métodos de estimação da velocidade rotórica a partir de algoritmos por modos deslizantes em tempo contínuo, e três métodos desenvolvidos em tempo discreto. As provas de estabilidade e convergência destes algoritmos são desenvolvidas e apresentadas. Ficam evidentes as diferenças entre os métodos em tempo contínuo e tempo discreto, bem como os limites para os ganhos dos observadores. Ainda, uma técnica de modulação para conversores de três braços acionando carga bifásicas é apresentada. O controle da malha de velocidade rotórica é realizado a partir de dois esquemas, o primeiro usa um controlador PI, enquanto o segundo método faz o uso de um controlador RMRAC. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para validação das técnicas propostas.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-05-22T15:08:58Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 10123779 bytes, checksum: a9bc3c38b693c977dc116bf2cde4af83 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T15:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 10123779 bytes, checksum: a9bc3c38b693c977dc116bf2cde4af83 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Electrical motors are responsible for 95% of primary movement source in industrialized nations. Among those, 90% are Three-Phase Induction Motors, present in almost all industrial sectors. Due to its importance on this sector, there is a need for monitoring them in order to avoid production stops and operational disasters. In this work, studies were conducted on common fault diagnostics in Three-Phase Induction Motors intending industrial applications. Different sensoring techniques were used and their performance were analyzed. An embedded system was developed to make field applications with different techniques possible. This installation can be done noninvasively and data collection can be obtained in real time. Fast Fourier Transform (FFT) and wavelet processing techniques are used as tools in mathematical processing of the data. In the first moment, fault analyses were conducted offline making use of data acquisition devices and further processing of the information. In a second phase, the embedded system was used to monitor automatically (online) the evolution of the damage developed. The system receives the motor current signal, and using local processing, conducts the spectral analysis of the signal identifying incipient faults. These data are available for communication with or without wires. For the embedded system implementation, the algorithms were adjusted to comply with the embedded hardware resources restrictions. Through theoretical and experimental development, several techniques were used and compared with the objective of performing a full diagnostic TIM malfunction. The experimental results corroborate the theoretical ones, and it was conducted a detailed study of the methods on the state of the art and new approaches were made. / industrializadas. Desses, 90% são motores de indução trifásicos (MIT), estando presentes em praticamente todos os setores industriais. Devido a sua importância no setor produtivo, existe a necessidade que os mesmos sejam devidamente monitorados evitando interrupções na produção e desastres operacionais. Nesse trabalho foram realizados estudos para diagnósticos de falhas comuns em motores de indução trifásicos visando aplicação industrial. As diferentes técnicas de sensoriamento foram utilizadas e o desempenho de cada método foi analisado. Um sistema embarcado foi desenvolvido com o intuito de se viabilizar as aplicações em campo, cuja instalação pode ser realizada de forma não invasiva e as informações podem ser obtidas em tempo real. A Transformadas Rápida de Fourier (FFT) e as técnicas de processamento wavelet serão utilizadas como ferramentas matemáticas no tratamento dos dados. Em um primeiro momento, as análises das falhas foram feitas de forma off-line, fazendo uso de placas de aquisição de dados e um posterior tratamento das informações. Em um segundo momento, foi desenvolvido o sistema embarcado que faz um monitoramento automático (online) da evolução da avaria, que recebe o sinal de corrente do motor e, utilizando processamento local, faz a análise espectral do sinal identificando falhas incipientes. Esses dados ficam disponíveis (off line e on line) por comunicação com ou sem fios. Para a implementação do sistema embarcado, os algoritmos foram ajustados de modo a respeitar as restrições de recursos do hardware embarcado. Através de desenvolvimento teórico e experimental, várias técnicas foram utilizadas e comparadas com o objetivo de se realizar um diagnóstico completo de avaria de MIT. Os resultados experimentais corroboram com os teóricos e foi realizado um estudo aprofundado dos métodos do estado da arte e novas abordagens foram realizadas.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdilsonJZipf_mestrado.pdf: 1194531 bytes, checksum: 2d8e477d7b5aa14074779b92c5377868 (MD5) Previous issue date: 2002-10-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a hardware and software integrated environment for study and development of drivers and controls for induction motors. In the platform setup two Texas Instruments DSPs (Digital Signal Processors) has been used, in a master-slave con guration: the TMS320C6201 DSP, contained in a manufacturer s evaluation board inserted in a PC, and the TMS320F240 DSP, in a board developed for the platform. Although two DSPs were used, it was sought to facilitate the use of the platform through the creation of functional blocks that can be manipulated in the Simulink software, very used in the companies and teaching institutions, as also through the Texas Instruments Code Composer Studio software, using the C language. The hardware of the platform has the necessary resources for rehearsals of induction motors, such as voltage, current, rotation and torque sensors, allowing the application of mechanical load through a controlled direct current motor. The induction motor is worked through an inversor, with PWM (Pulse Width Modulation) in strategy of Space Vector Modulation. The software levels and its interactions are described in the platform operation, so much in the slave board, as in the master board and in the PC. The forms of programming of the rehearsals and the sequence of procedures are presented for ampli cation of the existent resources. The rehearsals for O¤-line Identi cation of PWM Driven Induction Motors, and Vector Control of Induction Motors, demonstrate the power and exibility of the platform programming. The results indicate good performance of the platform for real time control systems applications . The platform has also the potential to serve as a tool in both teaching and developments of control and drivers techniques for induction motors in the Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). / Este trabalho apresenta um ambiente integrado de hardware e software paraestudo e desenvolvimento de acionamentos e controles de motores de indução.Na implementação da plataforma foram usados dois DSPs (Digital Signal Processors)da Texas Instruments, em uma con guração mestre-escravo: o DSPTMS320C6201, presente em uma Placa de Desenvolvimento do fabricante, inserida no PC, e o TMS320F240, em uma placa desenvolvida para a plataforma. Embora se usem dois DSPs, procurou-se facilitar a utilização da plataforma através da criação de blocos funcionais que podem ser manipulados no software Simulink, amplamente utilizado nas empresas e instituições de ensino, como também através do software Code Composer Studio da Texas Instrumens, utilizando a linguagem C. O Hardware da plataforma possui os recursos necessários para ensaios de motores de indução, como sensores de tensão, corrente, rotação e torque, permitindo a aplicação de carga mecânica por meio de um motor de corrente contínua controlado. O Motor de indução é acionado através de uma ponte inversora com modulação PWM (Pulse Width Modulation) em etratégia de modulação de vetores espaciais (Space Vector Modulation). São descritos os vários níveis de software e as suas interações no funcionamento da plataforma, tanto na placa escrava, como na placa mestre e no PC. São apresentadas as formas de programação dos ensaios e a seqüência de procedimentos para ampliação dos recursos existentes. Os ensaios de um método de identi cação de parâmetros o¤-line, usando acionamento com modulação PWM, e de um sistema de controle vetorial para motor de indução, demonstram a exibilidade e a rapidez nas implementações e alterações da programação da plataforma. Os resultados indicam o bom desempenho da plataforma em aplicações de controle de sistemas de tempo real. A Plataforma também apresenta a possibilidade de servir de ferramenta no ensino e desenvolvimento de técnicas de acionamento e controle de motores de indução na Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC).

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Horacio B Polli.pdf: 1930439 bytes, checksum: e2cdd47fd6b93e6b07a2e903760c35a4 (MD5) Previous issue date: 2012-11-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work is shown the study of the modeling and control of a two-phase induction machine with a Scott-T conection in the stator. The proposal is to use this type of motor in setups that uses single-phase induction machines where better efficiency and variable speed are desirable, for example, in appliances. The mathematical model of the motor is dissed and a transformation is presented in order to obtain a symmetrical model of the motor. Following, the indirect vector control and a slide mode observer are discussed. Simulation and experimental results are obtained, and the proposed control technique is analyzed. / Neste trabalho é apresentado um estudo do modelamento e controle de um motor de indução bifásico com uma conexão Scott-T no estator. A proposta é utilizar esse tipo de motor em plataformas que utilizem motores monofásicos e se deseja a melhoria de eficiência e o uso de velocidade variável, como por exemplo, eletrodomésticos. O modelo matemático do motor é discutido e em seguida é apresentada uma transformação que faz com que o motor, a principio assimétrico, se torne simétrico. O controle vetorial indireto é discutido em sequência, assim como o observador de modos deslizantes para estimação de velocidade. Através de resultados de simulação e experimentais a técnica de controle proposta é analisada.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2538187 bytes, checksum: 1a5b7534475b55c4c0d10bb2bc04a315 (MD5) Previous issue date: 2011-05-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The purpose of this work is to develop a strategy for determining the electromagnetic torque of induction motors (MIT) from the stator flux estimation, which presents higher robustness against parametric variations. The stator flux is estimated by integrating the voltage model of the machine, applying Highpass Filters (HFP) for ideal integration of electromotive force against, leading to compensation of offsets in the measurements of voltage, current and its integral, so enable practical implementations of control strategies, failure prediction and energy efficiency. Simulated and experimental results are presented to validate the proposed strategy, evaluating the efficiency of the estimation of transient load and a wide range of machine operation / A proposta deste trabalho é o desenvolvimento de uma estratégia para determinação do conjugado eletromagnético de Motores de Indução Trifásicos (MIT) a partir da estimação do fluxo estatórico, que apresenta maior robustez frente a variações paramétricas. O fluxo estatórico é estimado integrando-se o modelo de tensão da máquina, aplicando-se Filtros Passa Altas (FPA) para integração ideal da força contra eletromotriz, ocasionando a compensação dos offsets nas medições de tensão, corrente e suas integrais, de forma a permitir implementações práticas das estratégias de controle, predição de falhas e eficiência energética. Resultados simulados e experimentais são apresentados para validação da estratégia proposta, avaliando-se a eficiência da estimação em transitórios de carga e em uma ampla faixa de operação da máquina.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3106797 bytes, checksum: 5882905bec7a2111fa1be0a9ec00e437 (MD5) Previous issue date: 2012-01-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The presented work aims at monitoring in real time the important parameters in induction motors in a non-invasive manner. A method for estimation of torque, shaft speed and energy efficiency has been developed. An embedded system is employed for acquiring electrical signals from the motor and local processing. The calculated values are transmitted to a monitoring unit through an IEEE 802.15.4-based wireless sensor network. At the base unit, various motors can be monitored in real time. To choose the method to be used, a survey on the main methods was made. The method by air-gap torque was considered the most appropriate to the requirements for being accurate and non-invasive. An experimental study was conducted to observe the accuracy of the estimated methods used, and the relationship between the wireless sensor network performance and the spectral occupancy at the operating environment. Therefore, the embedded system was deployed on a workbench of dynamic sinusoidal torque in an industrial environment. The performance of the embedded system and the estimation results were extremely positive. The results show that even with the difficulties of wireless transmission in some scenarios, the system was fully capable of providing processed information for the monitoring. / O trabalho proposto visa monitorar em tempo real grandezas importantes em motores de indução trifásicos de forma pouco invasiva. Foi desenvolvido um método de estimação de torque, velocidade no eixo e eficiência energética. Um sistema embarcado foi construído para a aquisição de sinais elétricos do motor e processamento local. Os valores calculados são transmitidos para estação base através de uma rede de sensores sem fio baseada no padrão IEEE 802.15.4. Na estação base, vários motores podem ser monitorados em tempo real. A fim de desenvolver o método a ser utilizado para estimação das grandezas, foram pesquisados os principais métodos existentes. O método a partir do torque no entreferro foi considerado o mais adequado às necessidades devido à sua exatidão e baixa invasividade. Um estudo experimental foi realizado para observar a exatidão dos métodos de estimação utilizados, assim como a relação entre o desempenho da rede sem fio e a ocupação espectral no ambiente operacional. Para isso, o sistema embarcado foi instalado em uma bancada de torque dinâmico senoidal em ambiente industrial. O desempenho do sistema embarcado e os resultados das estimações foram extremamente positivos. Os resultados mostram que, mesmo com as dificuldades na transmissão sem fio em alguns cenários, o sistema foi totalmente capaz de fornecer informações processadas para o monitoramento.