Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T07:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BotegaJunior_MarioLuis_M.pdf: 1447513 bytes, checksum: 91c0153964976e48e3a2bd1b53873ac8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar um avaliador de desempenho de processadores digitais para utilização em aplicações de controle de motores de indução trifásicos, .especialmente aquelas destinadas a aplicações de baixo custo e adequadas a produtos de consumo. A concepção destes produtos exige que o processador seja corretamente dimensionado uma vez que o custo deste dispositivo é significativo face ao custo total do acionamento. .O método de avaliação aqui proposto utiliza um conjunto de métricas que permite predizer se um dado processador irá atender às restrições de tempo impostas pela aplicação, de forma a escalonar todas as tarefas que a compõe, bem como estimará o tamanho da memória de programa necessária para implementá-la. Os dados de diversos processadores disponíveis comercialmente foram aplicados no método de avaliação aqui proposto e um deles foi utilizado no desenvolvimento de um protótipo experimental, onde se coletaram dados para verificar a eficácia do avaliador. Estes resultados, bem como as divergências entre o real e o avaliado, estão apresentados neste trabalho / Abstract: The aim of this work is to show a digital processor performance simulator, to be used in three-phase induction motor control, specially those which are used in low cost products. The conception of these products demands the correct processor's specification, because its cost is expressive facing the overall drive's cost. The proposed simulation method uses a metrics set which enables to predict if one microprocessor will be in compliance with timing constraints imposed by the application in order to schedule all the software tasks, as well will estimate the necessary program memory size to implement it. Several commercially available microprocessor's data, were used with this simulation method and one of them were chose to be used in an experimental laboratory prototype, in order to collect data to verify the effectiveness of the proposed method. The results, as well the divergences between experimental and simulation, are shown in this work / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-21T11:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_ValmirMachado_M.pdf: 3590571 bytes, checksum: 64d5729c458a96919ef78024257af6a4 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta dissertação tem o objetivo de determinar um modelo matemático para o motor de indução bifásico assimétrico com os enrolamentos de estator conectados em T e investigar algumas propriedades tais como aceleração livre, característica estática conjugado-velocidade e as correntes em regime permanente. Este motor é projetado para ser alimentado a partir de duas fases e do neutro, e requer um valor particular para a relação de espiras entre os enrolamentos do estator. Inicialmente, uma transformação de variáveis é realizada com a finalidade de encontrar um motor equivalente que não possua nenhum ponto condutivo comum entre os enrolamentos e que apresente a mesma fm.m do motor original. Fazendo uso do conceito de circuitos acoplados são obtidas as equações básicas. A seguir, essas variáveis são escritas no sistema de referência estacionário e um circuito equivalente é obtido. Utilizando esse circuito equivalente, são apresentados resultados de simulação computacional e resultados de testes experimentais.A comparação dos mesmos exibiram uma boa concordância,mostrando que o modelo matemático é adequado / Abstract: This dissertation has the aim of determining a mathematical model for asymmetrical two-phase induction motor with T-connected stator windings and to investigate some properties such as free acceleration, steady-state torque-speed characteristic and steady-state currents. This motor is designed to operate from supply of two phases and neutral, and a particular value for the stator tums ratio is required. First, a transformation of variables is accomplishedto obtain an equivalent motor that do not have electric connection and that presents the same m.m.f. of original motor. Making use of the concept couple circuits, the basic equations are derived. Second, these variables are written in the stationary referencefTameand an equivalentcircuit is obtained. By using this equivalent circuit, computer simulationis presented and compared with experimental results. The tests exhibited a good agreement, showing that the mathematical model is adequate / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T10:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_LucianoCamaraBuenode_M.pdf: 4566206 bytes, checksum: 004300417197b06c786d6cac40898584 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo propor um sistema de baixo custo para conversão de veículos urbanos convencionais para propulsão elétrica. Serão abordadas também, técnicas, de paralelismo de dispositivos semicondutores para altas demandas de potência, motores elétricos, baterias, e sistemas de recarga. De uma maneira geral o projeto apresenta a viabilização de uni kit prático de conversão que permite a Substituição do sistema de tração original (gasolina ou álcool) para o sistema de tração elétrica movido à bateria interna recarregável, para uso urbano que, futuramente, possa ser produzido em larga escala. Os resultados dos modelos teóricos são confrontados com os testes práticos. É apresentado, ao final, um veículo completo, que opera apenas com propulsão elétrica, bem como os íesíes realizados neste veículo / Abstract: The objective of the dissertation is to present a low cost system for the utilization of electric propulsion in urban vehicles powered with internal combustion engines, ft will be discussed semiconductor devices parallelism techniques for high demands of power, electric engines, batteries, and re-charge- systems. In a general way. the project has as objective the design of a conversion kit that allows the substitution of the of original traction of the vehicle by an electric traction system with rechargeable interna! batteries, and that can be produced in large scale. The results of the theoretical models are compared with the practical evaluation tests. The experimental results measured in a complete vehicle assembled using the developed kit are presented / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Este trabalho faz uma introdução à evolução dos processos de laminação a frio, acionamento e controle dos mesmos, com foco na laminação de encruamento. O principal objetivo é estabelecer um modelo linear dos sistemas de acionamento, que permita o projeto de um controle multivariável. Pretende-se que a robustez do controle multivariável contribua para a eliminação de defeitos associados aos processos de bobinamento e desbobinamento. A eliminação destes defeitos traz um grande retorno econômico em função do grande volume de produção destas instalações. Para isto é desenvolvido um modelo matemático do sistema completo. No modelo são evidenciadas não linearidades associadas à variação dos diâmetros e inércias das bobinas na desenroladeira e enroladeira. Para solucionar esse problema as parcelas contendo as não linearidades são removidas do modelo. Posteriormente essas parcelas são repostas através de malhas feedforward no controle. Para validar o modelo são projetados controladores PID semelhantes aos utilizados no laminador real. Com os resultados obtidos através de simulação, discute-se a validade do modelo comparando-os com os dados do processo real. A partir desse modelo é desenvolvido o modelo linear em espaço de estados, a ser utilizado no projeto do controlador robusto multivariável. Em seguida é desenvolvido o projeto deste controlador multivariável utilizando a técnica LQG/LTR. Finalmente, são discutidos os resultados das simulações, comparando-os com os dados reais da planta. De um modo geral, os resultados apontam para uma boa aproximação entre a planta real e o modelo proposto. / This work is an introduction to the evolution of the processes of cold rolling, drive and control, focusing on skinpass rolling. The main objective is to establish a model of linear drive systems, allowing the design of a multivariable control. It is intended that the robustness of multivariable control contributes to the elimination of defects associated with processes of coiling and uncoiling. The elimination of these defects poses a great economic return due to the large volume of production of these facilities. To achieve this deal it was developed a mathematical model of the complete system. Nonlinearities associated with variation in diameters and inertia reels in desenroladeira and reel are evidenced in the model. To solve this problem the terms containing nonlinearities were removed from the model and, subsequently reintroduced by feedforward control loops. To validate the model, PID controllers were designed in a similar way to those used in real mill. With the results obtained by simulation, we discuss the validity of the model by comparing them with the actual process data. From this model it was developed a linear state space model to be used in the design of robust multivariable controller. After that it was developed the design of this multivariable controller using the technique LQG / LTR. Finally, it was discussed the simulation results, comparing them with actual data of the plant. Overall, the results point to a good approximation of the real plant and the proposed model.

Este trabalho traça um panorama dos PLCs e tecnologias associadas em momentos anteriores e posteriores à publicação da norma IEC61131-3 e discute aspectos relativos à sua adoção. A aplicação deste norma pode trazer ganhos de produtividade no projeto e implementação de sistemas de automação industrial. Esta dissertação apresenta o caso do "Projeto de modernização dos navios-varredores da Marinha do Brasil" no qual alguns dos conceitos desta norma foram utilizados com sucesso. Ferramentas e metodologias desenvolvidas para adequar o PLC existente a alguns requisitos da norma são descritas ao longo da dissertação. A operação do novo sistema de varredura pode ser verificada através dos resultados experimentais apresentados. / This work presents an overview of the PLC and associated technologies before and after the publication of the IEC61131-3 standard. Some aspects concerning the adoption of this standard are also discussed. The application of this standard can increase productivity in the design and implementation of industrial automation systems. Some concepts of this standard were applied, succesfully, to the modernization of the Brazilian Navy mine-sweepers. Tools and methods that were required in order to adapt the existing PLC to the IEC standard are described. The operation of the newly developed system can be verified by experimental results.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um mini-motor síncrono trifásico, sem escovas e com ímãs permanentes no rotor, utilizado em aeromodelos. O núcleo do estator, usualmente construído com chapas laminadas, foi obtido a partir do processo de Metalurgia do Pó (M/P). Confeccionaram-se corpos de prova de ferro puro, Fe1%P, Fe2%P, Fe3%P, Fe1%Si, Fe3%Si e Fe50%Ni. Foram analisadas as características físicas dos materiais sinterizados que compreendem as grandezas magnéticas: curvas de histerese, resistividade elétrica. Analisaram-se as grandezas mecânicas: dureza e tensão de escoamento. Com os dados magnéticos obtidos, realizaram-se simulações computacionais de funcionamento, onde se observou o fluxo de entreferro e torque. Efetuaram-se ensaios em núcleos de transformadores para analisar as perdas por correntes parasitas. Os resultados foram comparados também com os do estator de chapas. Foi realizada a construção do núcleo do estator a partir de Fe1%P. O estator do mini-motor foi bobinado e instalado em uma carcaça de um mini-motor existente no comércio, para efetuar testes em bancada de acionamento em correntes variadas, onde pôde ser analisada sua eficiência em comparação com o mini-motor com núcleo do estator de chapas. Foi mostrado que é possível a construção de um motor elétrico com núcleo do estator em bloco único de Fe1%P por processo de Metalurgia do Pó, atingindo 74% da eficiência em relação ao mini-motor com núcleo do estator de chapas. / This study aimed to develop three-phase synchronous motor small, brushless and permanent magnets in the rotor, used in model airplanes. The stator core usually constructed of rolled sheets, was obtained from the powder metallurgy process (M / P). Crafted to pure iron specimens, Fe1% P, Fe 2% P, Fe3% P, Fe1% Si, Fe3% Si and Fe50% Ni. They analyzed the physical characteristics of the sintered materials which comprise the magnetic quantities: hysteresis curves, electrical resistivity. Hardness and yield stress: mechanical magnitudes were analyzed. With the magnetic data, computer simulations were carried out of operation where the flux of airgap observed and torque. Tests were affected in cores of transformers for analyzing eddy current losses. The results were also compared with those of the stator plates. Construction of the stator core from Fe1% P was performed. The mini-motor stator was wound and installed in an enclosure of an existing mini-motor trade, for testing in drive bench in varying currents, which could be analyzed efficiency compared to the mini-motor with stator core plates. It has been shown that the construction of an electric motor with the stator core in a single block P Fe1% by Powder Metallurgy process is possible, reaching 74% efficiency relative to the mini-core motor with stator plates.

A crescente utilização de técnicas de manutenção preditiva pela indústria exige cada vez mais o aprimoramento dos procedimentos capazes de fornecer informações sobre o estado de um equipamento. Torna-se imperativo, desta forma, não apenas saber quando um equipamento ou componente mecânico irá falhar, mas também, entender o comportamento deste, diante de diferentes regimes de operação. Dentre os procedimentos de análise preditiva existentes para máquinas rotativas, a análise de vibração é um dos mais utilizados e está presente em grande parte das principais indústrias do país. Muito importante na detecção de vazamentos em tubulações industriais, o técnica de detecção de ruído ultrassônico é, entretanto, ainda pouco explorada para avaliação de falhas em componentes mecânicos. Utilizou-se uma metodologia experimental que permitiu avaliar dois motores elétricos por seis horas ininterruptas. Durante este período, variou-se a quantidade de graxa lubrificante aplicada nos respectivos mancais de rolamento e adquiriram-se respostas a estas variações com acelerômetros vibracionais, sensores de ruído ultrassônico e com um pirômetro ótico. Os resultados mostraram que não existe uma correlação entre as técnicas de análise de vibração e detecção de ruído ultrassônico para os motores testados no experimento. Além disso, foi possível definir quais eram as quantidades ótimas de graxa lubrificante para cada mancal de rolamento. Pôde-se concluir que a técnica de detecção de ruído ultrassônico se mostrou robusta na definição destas quantidades e também na determinação dos intervalos de relubrificação para cada rolamento. / The crescent utilization by Brazilian industry of predictive maintenance techniques demands, from predictive procedures, more capability for supplying information on the state of equipment. It becomes extremely important not just to know when a machine is going to fail, but also, to understand how it will be, considering several different conditions. Among the existent analysis procedures for rotating machines, the vibration analysis is the most usual, being nowadays, largely used in national industries. Very important for detecting leakage problems on industrial piping, the ultrasound analysis is still not applied to check mechanical components. It was used an experimental methodology which allowed to analyze two electrical motors for six hours. During this period, the quantity of grease applied on the rolling bearings was changed and new responses were acquired using vibration accelerometers, ultrasound sensors and a optical pyrometer. The results showed that there is not a correlation between vibration analysis and ultrasound detection technique for those electrical motors. Furthermore, it was possible to define the ideal quantities of grease for each rolling bearing. It was concluded that the ultrasound detection technique is robust for the definition of these quantities and also in determining the lubrication intervals for them.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um mini-motor síncrono trifásico, sem escovas e com ímãs permanentes no rotor, utilizado em aeromodelos. O núcleo do estator, usualmente construído com chapas laminadas, foi obtido a partir do processo de Metalurgia do Pó (M/P). Confeccionaram-se corpos de prova de ferro puro, Fe1%P, Fe2%P, Fe3%P, Fe1%Si, Fe3%Si e Fe50%Ni. Foram analisadas as características físicas dos materiais sinterizados que compreendem as grandezas magnéticas: curvas de histerese, resistividade elétrica. Analisaram-se as grandezas mecânicas: dureza e tensão de escoamento. Com os dados magnéticos obtidos, realizaram-se simulações computacionais de funcionamento, onde se observou o fluxo de entreferro e torque. Efetuaram-se ensaios em núcleos de transformadores para analisar as perdas por correntes parasitas. Os resultados foram comparados também com os do estator de chapas. Foi realizada a construção do núcleo do estator a partir de Fe1%P. O estator do mini-motor foi bobinado e instalado em uma carcaça de um mini-motor existente no comércio, para efetuar testes em bancada de acionamento em correntes variadas, onde pôde ser analisada sua eficiência em comparação com o mini-motor com núcleo do estator de chapas. Foi mostrado que é possível a construção de um motor elétrico com núcleo do estator em bloco único de Fe1%P por processo de Metalurgia do Pó, atingindo 74% da eficiência em relação ao mini-motor com núcleo do estator de chapas. / This study aimed to develop three-phase synchronous motor small, brushless and permanent magnets in the rotor, used in model airplanes. The stator core usually constructed of rolled sheets, was obtained from the powder metallurgy process (M / P). Crafted to pure iron specimens, Fe1% P, Fe 2% P, Fe3% P, Fe1% Si, Fe3% Si and Fe50% Ni. They analyzed the physical characteristics of the sintered materials which comprise the magnetic quantities: hysteresis curves, electrical resistivity. Hardness and yield stress: mechanical magnitudes were analyzed. With the magnetic data, computer simulations were carried out of operation where the flux of airgap observed and torque. Tests were affected in cores of transformers for analyzing eddy current losses. The results were also compared with those of the stator plates. Construction of the stator core from Fe1% P was performed. The mini-motor stator was wound and installed in an enclosure of an existing mini-motor trade, for testing in drive bench in varying currents, which could be analyzed efficiency compared to the mini-motor with stator core plates. It has been shown that the construction of an electric motor with the stator core in a single block P Fe1% by Powder Metallurgy process is possible, reaching 74% efficiency relative to the mini-core motor with stator plates.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342129.pdf: 5832226 bytes, checksum: 03021f677535a3cd1651041270ea9327 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho versa sobre a implementação de técnicas de controle no software de elementos finitos GetDP. Dois tipos de controles são programados: o controle de lógica Fuzzy, que é aplicado em uma suspensão eletromagnética, e o controle direto de torque (DTC) em cascata com um controle PI para a velocidade, aplicado em um motor de indução trifásico. Neste mesmo motor é aplicado um controlador Fuzzy-DTC substituindo o controle direto do torque e um controle Fuzzy substituindo o controlador PI da velocidade. O controlador utilizado na modelagem da suspensão eletromagnética é o modelo Fuzzy Takagi-Sugeno e os resultados são obtidos com uma formulação magnetostática aplicada em um domínio de cálculo axissimétrico. Os resultados de corrente, deslocamento e velocidade da suspensão permitem concluir que o controle implementado satisfaz aos requisitos do projeto. Em seguida, uma formulação magnetodinâmica 2D é usada para modelar o motor de indução trifásico. Inicialmente, a modelagem do motor de indução é validada comparando alguns resultados de simulação com resultados medidos. Posteriormente, simula-se o motor de indução com o controle direto de torque em cascata com um controle PI para a velocidade. Em busca de melhores resultados para o controle, são feitas algumas variações da tabela de chaveamento ótimo do controle direto do torque e a implementação de dois inversores de 3 e 5 níveis. Depois, obtêm-se os resultados para o motor com o controlador Fuzzy-DTC e o controlador Fuzzy para a velocidade. O controlador utilizado é o modelo Fuzzy Mamdani. Por fim, simula-se o motor de indução e seu controle considerando o motor conectado a uma carga. Os resultados do torque e da velocidade do motor permitem concluir que os controladores programados para o motor de indução satisfazem aos requisitos deste projeto. Todas as simulações realizadas levam em conta o movimento, o circuito de alimentação, as equações mecânicas e a não linearidade do material ferromagnético.<br> / Abstract : This work deals with the implementation of control techniques in GetDP software, which is a free finite element solver. Two types of controls are programmed: the Fuzzy logic control, which is applied to an electromagnetic suspension; and the cascade direct torque control (DTC) with a PI speed control, which is applied to a three-phase induction motor. In this same motor, it's applied a Fuzzy controller replacing the direct torque control and a Fuzzy control replacing the PI speed controller. The controller used in the electromagnetic suspension modeling is a Takagi-Sugeno Fuzzy model and the results are obtained with a magnetostatic formulation applied to an axi-symmetrical calculation domain. The current, displacement and speed results of the electromagnetic suspension lead to the conclusion that the implemented control satisfies the project requirements. Then, a 2D magnetodynamic formulation is used to model the three-phase induction motor. Initially, the induction motor modeling is validated by comparing some simulation results with measured ones. After, an induction motor using a cascade direct torque control with a PI speed control is simulated. Looking for better results for the control some switching table variations of the direct torque control are made, and the implementation of two inverters of the 3 and 5 levels. Next, the results of the motor with the DTC-Fuzzy controller and Fuzzy controller for speed are obtained. The inference system used is Mamdani Fuzzy model. Finally, the induction motor and its control considering the motor connected to a load is simulated. The torque and speed results of the three-phase induction motor lead to the conclusion that the programmed controllers satisfy the project requirements. All the performed simulations consider the movement, the coupling with circuit equations, the mechanical equations and the nonlinearity of magnetic materials.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-28T04:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344128.pdf: 24583713 bytes, checksum: 13d8a21e7c6cfd1cb2c9c41febdc42a8 (MD5) Previous issue date: 2016 / Esta tese de doutorado tem por objetivo o estudo em malha aberta de uma nova topologia para o acionamento de motores de indução trifásicos com enrolamentos em aberto e divididos (open-end split winding induction motor drive) alimentados em média tensão, com o uso de semicondutores de baixa tensão e de alta frequência de comutação (20 kHz). Todos os módulos de uma fase são conectados em série na entrada (1200 V) e, assim, promovendo a divisão dos esforços de tensão. Cada submódulo alimenta um enrolamento em particular do motor, o que resulta na divisão da corrente de fase entre os submódulos através da conexão magnética proporcionada pelo motor. O trabalho demostra que existe um auto balanço das tensões de entrada dos módulos na conexão série, uma divisão natural e equilibrada nas correntes de saída dos inversores, o que permite a operação da estrutura em malha aberta. O desenvolvimento do trabalho se inicia com o estudo da versão monofásica, seguido do estudo do equilíbrio de potência dos inversores e finalizando a etapa monofásica com resultados experimentais. Na versão trifásica será realizado um estudo prévio utilizando um transformador trifásico, sendo em seguida conectado a um motor trifásico (660 V, 10 Hp e 6 polos) com três enrolamentos independentes por fase, finalizando a abordagem do trabalho. Algumas das desvantagens incluem o processamento monofásico de potência, ondulação de corrente na entrada CC e o número elevado de capacitores.<br> / Abstract : This PhD thesis aims to study in open loop configuration a new topology to drive an open-end split winding induction motor for medium voltage applications (up to 1000V), with the use of low voltage and high frequency switching semiconductors (20 kHz). All modules of one stage are connected in series at the input (1200 V) and thus promoting the division of the voltage stress. Each submodule feeds a particular motor winding, which results in the current sharing among the submodules through the magnetic connection provided by the machine. The work demonstrates that there is a self-balance of input voltages of the modules in the series connection, a natural and balanced output currents sharing of the inverters, which allows the operation in open loop mode. The development of the work begins with the study of a single-phase version, followed by the study of inverters balance of power and ending with experimental results. In the three--phase version, a previous study will be held using a three-phase transformer with multiple windings per phase. After confirming the proper operation, it will be connected to a three-phase motor (660 V, 10 Hp and 6 poles) with three independent windings per phase, finalizing the approach of the work. Some of the disadvantages includes the single-phase power processing, current ripple at the DC input and the high number of capacitors.