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Motores de indução lineares aplicados à tração elétrica: bancada de ensaios e análise de protótipo acionado por um inversor de frequência variável / not available

Katano, Osvaldo Jeniti 30 September 1996 (has links)
Neste trabalho, pretendeu-se apresentar na primeira parte, uma revisão histórica e analítica sobre motores lineares para diversas aplicações, sobretudo em tração elétrica. Na segunda parte foram feitos o desenvolvimento de uma bancada de ensaios e a análise de um protótipo de motor de indução linear (MIL) em escala reduzida, acionado por um inversor de frequência variável. Com referência a aplicação de motores lineares em tração elétrica, são apresentados o estado da arte, as diferentes configurações, concepções de alta e baixa velocidades, vantagens e desvantagens da sua aplicação, as técnicas de levitação magnética, a situação brasileira e as perspectivas e tendências futuras. Na segunda parte, foi feita a análise do MIL de forma mais detalhada, sobre os princípios de funcionamento, modelos matemáticos existentes, principais efeitos que afetam o desempenho e sistemas de acionamento. Foi feita uma análise de vários modelos existentes, com destaque para o modelo bifásico DQ, desenvolvido por NONDAHL, capaz de simular o desempenho do MIL, tanto em regime permanente como em regime transitório. Foi projetada e montada uma bancada de ensaio dotada de uma instrumentação precisa que permitiu a monitoração e aquisição de dados dos parâmetros do MIL unilateral, acionado por um inversor de frequência variável, em condições variados de escorregamento e carga. A princípio, a bancada de ensaios foi concebida para permitir a análise de diversas configurações geométricas de montagem do MIL e a confrontação dos parâmetros de desempenho com os resultados experimentais. / Analitical and historical review on linear motors\'s applications, specially in electric traction was presented in the first part. A test facility for development of linear motors and an analysis of small prototype of linear induction motor driven by a frequency inverter was presented in the second part. The state of art concerning electric traction propelled by linear motors was discussed, as well as, different geometric configuration, advantages and disavantages in this application, high and low velocity systems, magnetic levitation systems, possibility of aplication in Brazil and future trends. An evaluation of linear induction motors was perfomed in the second part. Phenomena involved in the so-called end effect, skin effect, pelicular effect, transverse edge effect and mathematical models were investigated in this paper. Strong emphasis was put on the dq pole-by-pole model developed by NODAHL, that is capable of simulating both steady-state and transient behavior of linear induction motors. A linear induction motors test facility was designed and high precision instrumentation was implemented in order to verify the accuracy of parameters calculations.
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Motores de indução lineares aplicados à tração elétrica: bancada de ensaios e análise de protótipo acionado por um inversor de frequência variável / not available

Osvaldo Jeniti Katano 30 September 1996 (has links)
Neste trabalho, pretendeu-se apresentar na primeira parte, uma revisão histórica e analítica sobre motores lineares para diversas aplicações, sobretudo em tração elétrica. Na segunda parte foram feitos o desenvolvimento de uma bancada de ensaios e a análise de um protótipo de motor de indução linear (MIL) em escala reduzida, acionado por um inversor de frequência variável. Com referência a aplicação de motores lineares em tração elétrica, são apresentados o estado da arte, as diferentes configurações, concepções de alta e baixa velocidades, vantagens e desvantagens da sua aplicação, as técnicas de levitação magnética, a situação brasileira e as perspectivas e tendências futuras. Na segunda parte, foi feita a análise do MIL de forma mais detalhada, sobre os princípios de funcionamento, modelos matemáticos existentes, principais efeitos que afetam o desempenho e sistemas de acionamento. Foi feita uma análise de vários modelos existentes, com destaque para o modelo bifásico DQ, desenvolvido por NONDAHL, capaz de simular o desempenho do MIL, tanto em regime permanente como em regime transitório. Foi projetada e montada uma bancada de ensaio dotada de uma instrumentação precisa que permitiu a monitoração e aquisição de dados dos parâmetros do MIL unilateral, acionado por um inversor de frequência variável, em condições variados de escorregamento e carga. A princípio, a bancada de ensaios foi concebida para permitir a análise de diversas configurações geométricas de montagem do MIL e a confrontação dos parâmetros de desempenho com os resultados experimentais. / Analitical and historical review on linear motors\'s applications, specially in electric traction was presented in the first part. A test facility for development of linear motors and an analysis of small prototype of linear induction motor driven by a frequency inverter was presented in the second part. The state of art concerning electric traction propelled by linear motors was discussed, as well as, different geometric configuration, advantages and disavantages in this application, high and low velocity systems, magnetic levitation systems, possibility of aplication in Brazil and future trends. An evaluation of linear induction motors was perfomed in the second part. Phenomena involved in the so-called end effect, skin effect, pelicular effect, transverse edge effect and mathematical models were investigated in this paper. Strong emphasis was put on the dq pole-by-pole model developed by NODAHL, that is capable of simulating both steady-state and transient behavior of linear induction motors. A linear induction motors test facility was designed and high precision instrumentation was implemented in order to verify the accuracy of parameters calculations.
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Řízení elektromechanické soustavy s lineárním motorem / Control of the Electromechanical System with a Linear Motor

Judinyová, Katarína January 2009 (has links)
The submitted Master’s thesis deals with the general principle of the electric drives’ functioning and with the construction of a synchronous electric motor. A comparison of a linear drive and a rotary drive with rack and pinion system is provided, as well as an overview of common type linear drives. A mathematical model of a rotary synchronous motor, the Clark’s and Park’s transformation and the principle of vector control is explained. A method of the linear parameters’ conversion to the rotary equivalents is demonstrated. A block diagram to motor control is designed. The control quality is tested by various criteria. Lastly, there is a simulation provided on how the changes of motor’s parameters affect the control quality.
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Algoritmy prediktivního řízení elektrických pohonů / Electrical Drives Predictive Control Algorithms

Mynář, Zbyněk January 2014 (has links)
This work deals with the predictive control algorithms of the AC drives. The introductory section contains summary of current state of theory and further description and classification of most significant predictive algorithms. A separate chapter is dedicated to linear model predictive control (linear MPC). The main contribution of this work is the introduction of two new predictive control algorithm for PMSM motor, both of which are based on linear MPC. The first of these algorithms has been created with the aim of minimizing its computational demands, while the second algorithm introduces the ability of field weakening. Both new algorithms and linear MPC were simulated in MATLAB-Simulink.
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Estudo do motor de indução linear utilizado como posicionador e simulações computacionais / not available

Martins Filho, Geraldo Macias 24 April 2003 (has links)
Desde a idealização das máquinas elétricas girantes, o motor de indução linear (MIL) fora também considerado viável e, ao longo do tempo, foi pesquisado e foram desenvolvidas novas tecnologias para sua melhoria e para o seu acionamento. Muitos trabalhos acadêmicos foram realizados em todos os centros de pesquisa do mundo e, no Brasil, os primeiros a estudá-lo com rigor científico foram os professores Morency Arouca e Délio Pereira Guerrini, no início da década de 70, no departamento de Engenharia Elétrica da EESC/USP. Até hoje no Brasil, pouco se desenvolve neste campo de estudo da Engenharia Elétrica e, quando se desenvolve, ficam restritos à simulações e levantamentos de parâmetros característicos aos MIL\'s específicos. O presente trabalho tem como objetivo fazer uma explanação teórica e matemática que servirá de base ao estudo e compreensão do MIL e propor uma aplicação ao mesmo: o MIL acionado por inversor de freqüência e utilizado para obtenção de posicionamento com auxílio de simulação computacional de algumas malhas de controle para tal posicionamento. / Since the rotating machines had been idealized, the Linear Induction Motor (LIM) has been researched and, along the time, new technologies are being developed in order to improve it. Many academic works were accomplished in several research centers and universities around the world. In Brazil, the first ones to study it with scientific approach were Professors Morency Arouca and Délio Pereira Guerrini, in the early 70\'s. Even nowadays, works are seldom developed, and most of them are dedicated to simulation of the LIM or obtaining of parameters of specific LIM\'s. The present work has as objective to study the mathematical and theoretical modeling, which will be used as basis in order to study and understand the LIM and to propose an application: the LIM fed by Frequency Inverter, used in order to obtain positioning, with simulation of specific control systems.
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Sistema de suspensão eletromagnética semiativa com possibilidade de regeneração de energia

Zanatta, Ana Paula January 2018 (has links)
Este trabalho aborda a aplicação de uma máquina elétrica síncrona do tipo tubular linear de ímãs permanentes em um sistema de suspensão semiativa. O uso de amortecedores eletromagnéticos lineares em sistemas de suspensão não é uma ideia nova, mas a maioria dos trabalhos publicados sobre este assunto concebem soluções ativas e negligenciam as semiativas, sobretudo com estudos experimentais. Nesta pesquisa é discutido um modelo dinâmico eletromecânico acoplado de um sistema de suspensão semiativa, considerando um amortecedor eletromagnético linear e também apresentando dados experimentais. Leis da mecânica clássica e do eletromagnetismo são aplicadas para descrever o sistema que combina teoria de vibrações e máquinas elétricas. Um modelo virtual com vários subsistemas foi implementado no ambiente MATLABR /Simulink/Simscape para associar equações e simular o desempenho global. Para o caso passivo, os resultados numéricos e experimentais validam os parâmetros e confirmam a funcionalidade do sistema e a metodologia proposta. Simulações e testes experimentais para o caso semiativo são consistentes, mostrando uma melhoria na transmissibilidade de deslocamento, em relação ao modo passivo, e a possibilidade de regeneração de energia. / This work addresses the application of a tubular linear permanent magnet synchronous machine working as a damper for a semi-active suspension system. The use of linear electromagnetic dampers in suspension systems is not a new idea. However, most published papers on this subject outline active solutions and neglect semi-active ones, above all, with experimental studies. Here a dynamic mechanicalelectromagnetic coupled model for a semi-active suspension system is reported. This is in conjunction with a linear electromagnetic damper and also presents experimental data. Classical laws of mechanics and electromagnetics are applied to describe a dynamic model combining vibration and electrical machines theories. A multifaceted MATLABR /Simulink/Simscape model was implemented to incorporate equations and simulate global performance. For the passive case, numerical and experimental results validate the parameters and confirm system function and the proposed methodology. Simulation and practical results for the semi-active case are consistent, showing an improvement in the displacement transmissibility and the possibility of energy regeneration.
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Estudo de um atuador planar de indução para a inspeção de superfícies metálicas

Treviso, Felipe January 2016 (has links)
Um atuador planar de indução é um dispositivo baseado no mesmo princípio de funcionamento de um motor linear de indução, onde a interação de um campo magnético viajante produzido pelo primário do dispositivo com uma superfície de boa condutividade elétrica induz correntes parasitas que levam à produção de uma força de propulsão. O movimento planar sobre essa superfície é produzido através da movimentação linear em dois eixos ortogonais. Uma aplicação deste movimento é na propulsão de uma plataforma equipada com câmeras e sensores para a realização da inspeção em uma superfície metálica, que se beneficiaria da força normal que o motor planar de indução produz quando acionado sobre uma superfície ferromagnética para anexar a plataforma à superfície. Um modelo analítico que fornece equações para o campo elétrico e magnético é apresentado, e simulações numéricas baseadas no método dos elementos finitos são realizadas para avaliar o comportamento do dispositivo utilizando três tipos diferentes de superfícies como secundário: um secundário com duas camadas formadas por uma chapa de alumínio com outra de aço por baixo; apenas a chapa de alumínio; e apenas a chapa de aço. As distribuições de campo magnético calculadas por estes dois modelos teóricos mostram boa concordância entre si, e são utilizadas para calcular as forças de propulsão e normal produzidas pelo atuador. Medidas experimentais são realizadas em um protótipo de atuador planar de indução, e seus resultados são comparados com os resultados obtidos nos modelos teóricos, mostrando uma boa concordância e potencial para a aplicação do atuador planar de indução na inspeção de superfícies horizontais. / An induction planar actuator is a device that, based on the operating principle of a linear induction motor, in which the interaction between a travelling magnetic field produced by the primary of the device and a conducting surface generates eddy currents in the surface and leads to the generation of a thrust force. The device produces planar motion over this surface through movement on two orthogonal axis. An application of this movement is in a platform for the inspection of metallic surfaces, which is driven by the planar induction motor and equipped with cameras and sensors to inspect the surface. This application benefits from the normal force produced by the induction planar actuator operating over a ferromagnetic surface to attach the driving platform to it. An analytical model with equations for the electric and magnetic fields is presented, and numerical simulations based on the finite element method are carried out to assess the behaviour of the device using three different surfaces as secondary: a double-layered secondary formed by an aluminum plate over a steel plate; a aluminum only plate; and a single steel plate. The distributions for the magnetic field computed through these theoretical models show good agreement, and are employed to evaluate the thrust and normal forces produced by the planar induction actuator. Experimental measurements are made on a prototype of the device, and the results are compared to the results of the theoretical models, showing good agreement and potential in the application of the induction planar motor for the inspection of horizontal metallic surfaces.
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Estudo de um atuador planar de indução para a inspeção de superfícies metálicas

Treviso, Felipe January 2016 (has links)
Um atuador planar de indução é um dispositivo baseado no mesmo princípio de funcionamento de um motor linear de indução, onde a interação de um campo magnético viajante produzido pelo primário do dispositivo com uma superfície de boa condutividade elétrica induz correntes parasitas que levam à produção de uma força de propulsão. O movimento planar sobre essa superfície é produzido através da movimentação linear em dois eixos ortogonais. Uma aplicação deste movimento é na propulsão de uma plataforma equipada com câmeras e sensores para a realização da inspeção em uma superfície metálica, que se beneficiaria da força normal que o motor planar de indução produz quando acionado sobre uma superfície ferromagnética para anexar a plataforma à superfície. Um modelo analítico que fornece equações para o campo elétrico e magnético é apresentado, e simulações numéricas baseadas no método dos elementos finitos são realizadas para avaliar o comportamento do dispositivo utilizando três tipos diferentes de superfícies como secundário: um secundário com duas camadas formadas por uma chapa de alumínio com outra de aço por baixo; apenas a chapa de alumínio; e apenas a chapa de aço. As distribuições de campo magnético calculadas por estes dois modelos teóricos mostram boa concordância entre si, e são utilizadas para calcular as forças de propulsão e normal produzidas pelo atuador. Medidas experimentais são realizadas em um protótipo de atuador planar de indução, e seus resultados são comparados com os resultados obtidos nos modelos teóricos, mostrando uma boa concordância e potencial para a aplicação do atuador planar de indução na inspeção de superfícies horizontais. / An induction planar actuator is a device that, based on the operating principle of a linear induction motor, in which the interaction between a travelling magnetic field produced by the primary of the device and a conducting surface generates eddy currents in the surface and leads to the generation of a thrust force. The device produces planar motion over this surface through movement on two orthogonal axis. An application of this movement is in a platform for the inspection of metallic surfaces, which is driven by the planar induction motor and equipped with cameras and sensors to inspect the surface. This application benefits from the normal force produced by the induction planar actuator operating over a ferromagnetic surface to attach the driving platform to it. An analytical model with equations for the electric and magnetic fields is presented, and numerical simulations based on the finite element method are carried out to assess the behaviour of the device using three different surfaces as secondary: a double-layered secondary formed by an aluminum plate over a steel plate; a aluminum only plate; and a single steel plate. The distributions for the magnetic field computed through these theoretical models show good agreement, and are employed to evaluate the thrust and normal forces produced by the planar induction actuator. Experimental measurements are made on a prototype of the device, and the results are compared to the results of the theoretical models, showing good agreement and potential in the application of the induction planar motor for the inspection of horizontal metallic surfaces.
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Estudo de um atuador planar de indução para a inspeção de superfícies metálicas

Treviso, Felipe January 2016 (has links)
Um atuador planar de indução é um dispositivo baseado no mesmo princípio de funcionamento de um motor linear de indução, onde a interação de um campo magnético viajante produzido pelo primário do dispositivo com uma superfície de boa condutividade elétrica induz correntes parasitas que levam à produção de uma força de propulsão. O movimento planar sobre essa superfície é produzido através da movimentação linear em dois eixos ortogonais. Uma aplicação deste movimento é na propulsão de uma plataforma equipada com câmeras e sensores para a realização da inspeção em uma superfície metálica, que se beneficiaria da força normal que o motor planar de indução produz quando acionado sobre uma superfície ferromagnética para anexar a plataforma à superfície. Um modelo analítico que fornece equações para o campo elétrico e magnético é apresentado, e simulações numéricas baseadas no método dos elementos finitos são realizadas para avaliar o comportamento do dispositivo utilizando três tipos diferentes de superfícies como secundário: um secundário com duas camadas formadas por uma chapa de alumínio com outra de aço por baixo; apenas a chapa de alumínio; e apenas a chapa de aço. As distribuições de campo magnético calculadas por estes dois modelos teóricos mostram boa concordância entre si, e são utilizadas para calcular as forças de propulsão e normal produzidas pelo atuador. Medidas experimentais são realizadas em um protótipo de atuador planar de indução, e seus resultados são comparados com os resultados obtidos nos modelos teóricos, mostrando uma boa concordância e potencial para a aplicação do atuador planar de indução na inspeção de superfícies horizontais. / An induction planar actuator is a device that, based on the operating principle of a linear induction motor, in which the interaction between a travelling magnetic field produced by the primary of the device and a conducting surface generates eddy currents in the surface and leads to the generation of a thrust force. The device produces planar motion over this surface through movement on two orthogonal axis. An application of this movement is in a platform for the inspection of metallic surfaces, which is driven by the planar induction motor and equipped with cameras and sensors to inspect the surface. This application benefits from the normal force produced by the induction planar actuator operating over a ferromagnetic surface to attach the driving platform to it. An analytical model with equations for the electric and magnetic fields is presented, and numerical simulations based on the finite element method are carried out to assess the behaviour of the device using three different surfaces as secondary: a double-layered secondary formed by an aluminum plate over a steel plate; a aluminum only plate; and a single steel plate. The distributions for the magnetic field computed through these theoretical models show good agreement, and are employed to evaluate the thrust and normal forces produced by the planar induction actuator. Experimental measurements are made on a prototype of the device, and the results are compared to the results of the theoretical models, showing good agreement and potential in the application of the induction planar motor for the inspection of horizontal metallic surfaces.
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Estudo do motor de indução linear utilizado como posicionador e simulações computacionais / not available

Geraldo Macias Martins Filho 24 April 2003 (has links)
Desde a idealização das máquinas elétricas girantes, o motor de indução linear (MIL) fora também considerado viável e, ao longo do tempo, foi pesquisado e foram desenvolvidas novas tecnologias para sua melhoria e para o seu acionamento. Muitos trabalhos acadêmicos foram realizados em todos os centros de pesquisa do mundo e, no Brasil, os primeiros a estudá-lo com rigor científico foram os professores Morency Arouca e Délio Pereira Guerrini, no início da década de 70, no departamento de Engenharia Elétrica da EESC/USP. Até hoje no Brasil, pouco se desenvolve neste campo de estudo da Engenharia Elétrica e, quando se desenvolve, ficam restritos à simulações e levantamentos de parâmetros característicos aos MIL\'s específicos. O presente trabalho tem como objetivo fazer uma explanação teórica e matemática que servirá de base ao estudo e compreensão do MIL e propor uma aplicação ao mesmo: o MIL acionado por inversor de freqüência e utilizado para obtenção de posicionamento com auxílio de simulação computacional de algumas malhas de controle para tal posicionamento. / Since the rotating machines had been idealized, the Linear Induction Motor (LIM) has been researched and, along the time, new technologies are being developed in order to improve it. Many academic works were accomplished in several research centers and universities around the world. In Brazil, the first ones to study it with scientific approach were Professors Morency Arouca and Délio Pereira Guerrini, in the early 70\'s. Even nowadays, works are seldom developed, and most of them are dedicated to simulation of the LIM or obtaining of parameters of specific LIM\'s. The present work has as objective to study the mathematical and theoretical modeling, which will be used as basis in order to study and understand the LIM and to propose an application: the LIM fed by Frequency Inverter, used in order to obtain positioning, with simulation of specific control systems.

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