Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256229.pdf: 8772679 bytes, checksum: a8212a6c15e01bbf263a33e4449990bb (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento teórico e a implementação de um protótipo da Máquina Trifásica de Relutância Duplamente Alimentada Sem Escovas. Máquina esta que tem como principal aplicação a geração de energia eólica, porém com possibilidades de ser usada em outras aplicações. O trabalho começa com a história de surgimento desta máquina, apresentando as máquinas que a antecederam. Para orientar na escolha do rotor, utilizado no protótipo, são apresentados os tipos de rotores de relutância existentes. Enfim é desenvolvido o estudo de regime permanente com o desenvolvimento do circuito equivalente para tal situação de operação, além de mostrar como pode esta máquina com dois enrolamentos no estator e rotor de relutância pode produzir um torque médio. Na continuação do desenvolvimento é apresentado o modelo para regime dinâmico da máquina. Para comprovação da teoria desenvolvida até então foi projetado e construído o protótipo da máquina, o qual foi ensaiado, a fim de validação. Os resultados obtidos comprovam que a máquina em questão produz um torque médio e que a teoria desenvolvida pode ser utilizada no projeto deste tipo de máquina.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T22:48:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T14:58:40Z : No. of bitstreams: 1 263301.pdf: 8391697 bytes, checksum: b6710c3f8cf8f0904d5e5126d70b9a89 (MD5)

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T16:16:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T17:36:37Z : No. of bitstreams: 1 138785.pdf: 22670308 bytes, checksum: c662e9b8a74ce7ed2aae4440faea609a (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T21:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:50:52Z : No. of bitstreams: 1 171693.pdf: 5316441 bytes, checksum: fb65c432af9faa40847f480d830084fc (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo teórico e para implementação das Linhas Equipotenciais de Fmm, que consistem de Linhas Geométricas sobre as quais incide um mesmo Potencial Escalar Magnético, para as Coroas Estatóricas de Máquinas Elétricas Girantes. Sobre estas linhas são estabelecidos os Fluxos Magnéticos Impostos de acordo com a lei de Faraday e com base na distribuição dos Campos Magnéticos em Máquinas Elétricas Girantes trifásicas. Com estas Linhas Equipotenciais de Fmm e com a imposição dos Fluxos Magnéticos é proposto um novo Método Numérico Iterativo, chamado de "Caminhos Finitos", que considera a curva BxH (não linear) do meio material, para o cálculo da difusão dos Campos e Induções Magnéticas no domínio de estudo das Coroas de Máquinas elétricas Girantes. Para uma comprovação experimental, são apresentadas, em forma de gráficos comparativos, as soluções obtidas pelo Método de Caminhos Finitos proposto e pelo Método de Elementos Finitos (EFCAD). Ainda estão apresentadas as vantagens, conclusões e considerações finais a respeito do trabalho.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:22:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299182.pdf: 6281741 bytes, checksum: 79ef2e3a6fdfafcc09d050fa26e758c2 (MD5) / A máquina assíncrona trifásica é um equipamento extremamente difundido no universo das máquinas elétricas girantes. Ao operar como motor, ela transforma energia elétrica em força motriz bastante útil ao acionamento de cargas industriais. Operando como gerador, converte a energia dos ventos ou de pequenos aproveitamentos hidráulicos em energia elétrica. De um modo geral, a máquina assíncrona trifásica apresenta duas modalidades construtivas para seus rotores: gaiola e bobinado. A máquina assíncrona de gaiola é a de construção mais simples e tem ampla utilização pelo mercado. A modalidade de rotor bobinado destaca-se pelo acesso ao circuito rotórico e por oferecer melhores condições de controle operacional. Muito versátil em aplicações industriais e na geração eólica, a máquina assíncrona trifásica de rotor bobinado tradicional apresenta a inconveniência de requerer o uso de escovas e anéis de deslizamento no acesso ao seu circuito rotórico, o que implica em elevadas taxas de manutenção, menor confiabilidade e maiores custos operacionais. O uso do transformador rotativo trifásico permite o acesso ao circuito do rotor bobinado da máquina assíncrona, dispensando o uso de escovas e anéis de deslizamento. Originalmente concebido ao uso em aplicações aeroespaciais, o transformador rotativo caracteriza-se pela eliminação dos problemas associados às escovas e aos anéis de deslizamento e pela moderada influência no comportamento da máquina assíncrona de rotor bobinado. A máquina assíncrona trifásica de rotor bobinado duplamente alimentada por meio de transformador rotativo é o foco deste estudo. A análise conceitual do transformador e seus aspectos construtivos são partes integrantes deste trabalho. A construção de um protótipo, a realização de ensaios e a concepção de modelos em regime permanente e em regime dinâmico permitem uma ampla exploração do tema. A utilização do transformador rotativo apresenta-se como uma solução técnica bastante interessante e promissora para o aumento da confiabilidade da máquina assíncrona trifásica de rotor bobinado / The three-phase asynchronous machine is extremely widespread equipment in the universe of electric rotating machines. When operated as motor, the machine transforms electrical energy into useful driving force to industrial loads. Operating as a generator converts the energy of wind or small hydraulics plants in electric power. In general, the three-phase asynchronous machine has two rotor design concepts: cage and wound. The cage asynchronous machine has simple construction and is largely used in the market. The wound rotor stands out by the access to the rotor circuit and for providing better operational control. Very versatile in industrial applications and wind generation, the traditional wound rotor asynchronous machine has the inconvenience of requiring the use of brushes and slip rings to permit access to rotor circuit, which implies a high rate of maintenance, lower reliability and higher operating costs. The use of three-phase rotary transformer provides access to the wound rotor circuit of asynchronous machine, eliminating the use of brushes and slip rings. Originally designed for use in aerospace applications, the rotary transformer is characterized by the elimination of problems associated with brushes and slip rings and the moderate influence on the behavior of wound rotor asynchronous machine. The three-phase wound rotor asynchronous machine doubly fed by rotary transformer is the focus of this study. The conceptual analysis of the transformer and its constructive aspects are parts of this work. The construction of a prototype, testing execution and development of steady state and dynamic models allow a broad exploration of the theme. The use of the rotary transformer is a technical solution very interesting and promising to increase the reliability of three-phase wound rotor asynchronous machine.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226189.pdf: 83354526 bytes, checksum: 4f7bdf3741e6ad97686158678152ea9b (MD5) / Dentro do universo de máquinas elétricas girantes, a máquina assíncrona trifásica é a mais amplamente empregada nos acionamentos industriais. São empregadas tanto nas aplicações com velocidade e torque constante como nas aplicações em que são exigidas variações de velocidade. A máquina de indução trifásica duplamente alimentada sem escovas apresenta-se como uma alternativa para as aplicações que requerem um ajuste de velocidade, porque apresenta maior flexibilidade no controle com o conversor de potência reduzida. Para grandes potências esta redução do conversor proporciona uma drástica redução no custo do conjunto motor/conversor, tornando esta alternativa bastante atraente. O presente trabalho mostra o estado atual da arte com relação à máquina assíncrona trifásica sem escovas. A máquina é estudada do ponto de vista de projeto, modelagem e análise de performance. A modelagem é feita para o regime permanente através do circuito equivalente, que quando resolvido proporciona a análise da performance em regime permanente da máquina. No regime dinâmico são utilizadas as matrizes de transformação das variáveis do sistema de referência da máquina para o sistema de referência arbitrário, permitindo desta maneira uma completa análise da dinâmica da máquina. Do modelo dinâmico resultam as equações de espaço de estado que podem ser usadas para se fazer o controle da máquina. Uma análise das excitações eletromagnéticas geradas no entreferro, e suas influências na vibração da estrutura do pacote de chapas da máquina é desenvolvida no trabalho. A análise da vibração é importante porque a máquina assíncrona trifásica duplamente alimentada sem escovas compartilha dois enrolamentos capazes de gerar excitações eletromagnéticas intensas no entreferro, cujas respostas devem ser minimizadas. O foco principal do estudo é mostrar a viabilidade de uso desta máquina em aplicações que exigem regulação de velocidade, como a geração de energia elétrica através de turbinas eólicas e aplicações industriais onde requer baixas velocidades, porém com partida de alta inércia. No trabalho é dedicado um capítulo para as regras básicas de projeto, com o objetivo de orientar o projetista na fase do projeto garantindo o bom desempenho da máquina. É feita também a análise de algumas aplicações, onde é mostrada a viabilidade de uso da máquina sem escovas, com a vantagem de apresentar menos manutenção devido ao fato de não necessitar de escovas. In the universe of the electric machines, the three phase asynchronous machines are widely used on the industrial drives. They are used when constant torque and constant speed are required as well as when speed and torque control are employed. The brushless double fed three phase asynchronous machine is a good alternative for variable speed application because it presents a high control flexibility reduced power converters. For large output power, the converter power reduction provides a drastic cost reduction of the set (motor and converter), what becomes this solution a good pay back. The present job shows the state of the art related to brushless double fed three phase asynchronous machines. The machine is studied from the point of view of the project, modeling and performance analysis. The modeling for the steady state condition is made by the equivalent circuit, and when it is adequately solved it provides the steady state behavior of the machine. For the dynamic condition, the transformation of the machine variables to the arbitrary reference system is made through the transformation matrix. With this model is possible to perform the dynamic analysis of the machine. From the dynamic model the space state equations are obtained to make the machine control strategy. An analysis of the electromagnetic excitation produced in the air gap, and its influences on the vibration of the lamination core structure is developed in this work. The vibration analysis is important for the brushless double fed three phase asynchronous machine because it shares two three phase winding, that can generate strong electromagnetic excitation and whose vibration responses must be minimized. The main focus of this work is to show the viability of the brushless double fed three phase asynchronous machine in the application which speed and torque regulation are required, as such wind power generation, and industrial application with low speed and high inertia. A chapter is dedicated to basic project rules, as a guide line for the machine designer to guarantee a good machine performance. Some application analysis are made, and they show the viability of the brushless double fed three phase asynchronous machine due to the fact it does not need brushes and consequently, less maintenance.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:14:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251736.pdf: 33848724 bytes, checksum: 8476f1ab096ff8a6112e9b9f6508a61d (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo sobre enrolamentos para máquinas elétricas girantes, com foco no princípio da modulação dos pólos de um enrolamento, mais conhecido na indústria como PAM (Pole Amplitude Modulation). O estudo é dividido em partes, destacando-se: apresentação dos conceitos de enrolamentos para máquinas elétricas girantes, visando definir algumas nomenclaturas e equações na área de bobinagem; a variação de velocidade de uma máquina de indução através de comutações no(s) enrolamento(s), dando uma ênfase maior ao estudo do PAM. O trabalho procura compreender a física de se obter duas polaridades com um único enrolamento. Para validar o estudo, foram construídos dois protótipos, cada um utilizando uma configuração do enrolamento PAM. Os protótipos têm como objetivos: verificar a dupla polaridade; comparar a performance entre as duas configurações de PAM; e comparar com outros métodos de variação de velocidade. Os resultados obtidos comprovaram a aplicabilidade do PAM, comutando de uma polaridade para outra apenas alterando as conexões nos terminais do motor. Foi realizada uma comparação econômica do PAM com outras formas de variação de velocidade, onde o PAM se mostrou uma alternativa viável para cargas parabólicas que necessitam de variação de velocidade. This dissertation describes the theory of Pole Amplitude Modulation, commonly known in the industry as PAM. This concept is applied to windings of electrical rotating machines. The study is divided into subjects, such as: basic concepts and definitions of windings, and speed change of induction machines by switching the leads connections, with special importance to the PAM winding. The main objective of this study is to understand the feasibility of obtaining two polarities at one single winding. In order to validate the theory, two prototypes were manufactured, each one using one configuration of PAM. The experiments intend to verify the double speed and to compare the performance of the two presented configurations of PAM. The obtained results were satisfactory, with the prototypes presenting the double speed by simply switching the leads connections. An economical evaluation was made comparing the PAM to other methods of speed variation, where PAM is presented as a feasible alternative for parabolic loads which needs speed variation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245746.pdf: 3220015 bytes, checksum: ae31e6a930a3acebb2b58cd89053e014 (MD5) / O objetivo deste trabalho é modelar a partida das máquinas síncronas de pólos salientes maciços (MSPSM) a fim de calcular o torque, a corrente e o aquecimento gerado nas sapatas polares. A metodologia desenvolvida está baseada na determinação dos parâmetros de eixo direto (d) e de quadratura (q) a partir de simulações de ensaios em freqüência da máquina com rotor travado. As simulações dos ensaios são realizadas utilizando o método de elementos finitos (programa EFCAD) e os resultados são modelados por curvas de tendência. De posse das equações das indutâncias de eixo direto e de quadratura e utilizando-se equações em regime quase permanente da máquina síncrona, calculam-se o torque eletromagnético médio, a envoltória da parte oscilante do torque eletromagnético (torque oscilante) e a corrente eficaz do estator em função da velocidade. Com a corrente do estator, calculam-se as perdas por pólo no rotor também através de elementos finitos (EFCAD). Todo o processo de simulação é realizado através de um programa composto por diversos módulos computacionais encadeados apropriadamente para facilitar a utilização por parte do usuário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255436.pdf: 102671430 bytes, checksum: 8dfedc973a63403e9fad99cf2076538f (MD5) / A dissertação trata do desenvolvimento e da implementação de um dispositivo magnético capaz de aplicar campos rotacionais sobre estatores. O projeto no qual este trabalho está inserido pretende auxiliar na escolha de aços para fins elétricos para máquinas rotativas e, além disso, aferir na linha de produção a qualidade dos estatores produzidos. Inicialmente foram feitos alguns estudos: das influências dos campos rotacionais nas máquinas rotativas; da bancada desenvolvida que aplica campos rotacionais em chapas únicas, e que foi adaptada para acoplar o novo dispositivo magnético; e do dispositivo que aplica campos alternantes sobre os estatores, no qual o desenvolvimento do novo dispositivo foi baseado. Para desenvolver o novo dispositivo magnético foram necessários cálculos de vários projetos, até que se conseguisse um que cumprisse os requisitos necessários. Por fim, confeccionou-se o dispositivo e fez-se uma avaliação prática. Os resultados obtidos comprovaram que a nova ferramenta funcionou conforme as especificações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T21:49:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente trabalho aborda o estudo e a implementação da equação mecânica a um método de análise de máquinas elétricas associadas a circuitos elétricos externos. A máquina é modelada pelo Método de Elementos Finitos em duas dimensões. O equacionamento do circuitoé feito em variáveis de espaço de estados. Um acoplamento forte entre os dois sistemas de equações é obtido utilizando-se as grandezas comuns a ambos, isto é, as correntes e as tensões nos enrolamentos do dispositivo eletromagnético. A fim de validar o método proposto, foi desenvolvida uma Bancada Experimental.