Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2863_DissertacaoMestradoIsmaeldelaVargaUrtubi.pdf: 871073 bytes, checksum: 5c75fc4af01c13e2d126902abef27b66 (MD5) Previous issue date: 2009-12-29 / Este trabalho apresenta um estudo sobre a limitação da corrente de partida de motor de indução trifásico do tipo gaiola de esquilo através da utilização de materiais supercondutores que, sob certas condições, apresentam resistência elétrica nula à passagem da corrente elétrica. O material supercondutor em consideração deve ser imerso em nitrogênio líquido para que seja resfriado a 77K (-195,6°C). Nessa temperatura ele apresenta uma resistência elétrica nula. Também já se sabe que essa supercondutividade é destruída quando se ultrapassa algum dos três parâmetros: Temperatura crítica (Tc), Densidade de corrente crítica (Jc) ou Campo magnético crítico (Hc). No nosso estudo relaciona-se a densidade de corrente crítica (Jc) com a corrente crítica (Ic), pois quando ultrapassada, a resistência elétrica do material deixa de ser nula. Portanto, para a limitação da corrente de partida inseri-se um supercondutor entre a fonte de alimentação e o estator do motor de indução trifásico (MIT). Na partida a corrente é muito elevada ultrapassando a corrente crítica (Ic) do supercondutor. Nesse momento, o supercondutor passa a ser condutor e é inserida uma resistência elétrica no circuito provocando uma redução imediata da corrente de partida. Quando a corrente cai abaixo da corrente crítica (Ic), ele volta a ser supercondutor retirando a resistência elétrica do circuito, comportamento também apresentado para o motor operando em regime permanente. É apresentada uma metodologia de projeto dos valores de resistência elétrica e corrente crítica (Ic) do limitador supercondutor. Os resultados obtidos da simulação comprovam a validade do método, bem como a viabilidade de se limitar a corrente de partida do motor de indução trifásico (MIT) com essa tecnologia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-21T04:42:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344104.pdf: 5757260 bytes, checksum: 643576912be956abf74cef48e2435e53 (MD5) Previous issue date: 2016 / A presente dissertação aborda a operação de motores de indução trifásicos alimentados por tensões desequilibradas, principalmente no que concerne ao rendimento destes equipamentos. Primeiramente é realizada uma apresentação da teoria das componentes simétricas que norteia as análises de sistemas polifásicos desequilibrados. Em seguida, são expostas as definições de quantificação do nível de desbalanceamento de tensão. Posteriormente, detalhes sobre motores de indução trifásicos são apresentadas com o intuito de contextualizar o leitor aos conceitos técnicos utilizados neste trabalho. Além disso, apresenta-se o estado da arte do estudo da operação de motores de indução trifásicos alimentados por tensões desequilibradas. Adicionalmente, construiu-se um banco de dados com medições realizadas em 244 motores instalados em quatro plantas do setor industrial brasileiro com a intenção de estimar o consumo de energia e o custo excedente em razão do desequilíbrio de tensões. Finalmente foram realizados ensaios em um motor em bancada sob diferentes níveis e tipos de desbalanceamento de tensões com o intuito de obter a redução do rendimento de um MIT em função do desequilíbrio de tensões. Estes resultados foram comparados com simulações realizadas utilizando o modelo em regime permanente de um MIT.<br> / Abstract : This master's thesis approaches the operation of three-phase induction motors when powered by unbalanced voltages, especially with regard to its efficiency. Initially, the theory of symmetrical components is presented, that guides the analysis of unbalanced polyphase systems. Then, the definitions of voltage unbalance level are showed. Later, generalities about induction motors are presented in order to contextualize the reader to the technical concepts used in this work. In addition, this thesis presents the state of the art of the operation study of induction motors powered by unbalanced voltages. Additionally a database of measurements performed on 244 motors installed in four plants in the Brazilian industrial sector, was build, in order to estimate the excess energy consumption and the excess cost due to the voltage unbalance. Posteriorly, tests were performed in a three-phase induction motor at different types and levels of voltage unbalance, in order to determine the efficiency reduction of this motor in these conditions. The results were compared with simulations using the steady state model of a three-phase induction motor.

Orientador: Ernesto Ruppeert Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:00:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Riehl_RudolfRibeiro_D.pdf: 5043112 bytes, checksum: b6091e6e6b5591d8885535a13baae465 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o de apresentar uma nova metodologia para determinação experimental das capacitâncias parasitas do motor de indução trifásico de rotor em gaiola. As capacitâncias parasitas fazem parte do circuito equivalente do motor para estudos de interferência eletromagnética causada no motor de indução em modo comum quando ele for acionado por inversor controlado por modulação por largura de pulsos (MLP). Os procedimentos propostos para o desenvolvimento deste novo método consistem em: a) determinação dos parâmetros do circuito equivalente do motor de indução trifásico, em regime permanente, através de ensaio em laboratório; b) estabelecer configurações de ligações entre o inversor MLP e o motor para medições das grandezas de interesse que são as seguintes: tensões de modo comum e de eixo, correntes de fuga e de eixo, através de circuito de medição desenvolvido para este fim; c) calcular os valores das capacitâncias parasitas entre estator e carcaça do motor; estator e rotor; rotor e carcaça e de rolamento utilizando a expressão matemática da definição de capacitância; d) utilizar o software Pspice para simular o sistema motor de indução trifásico, alimentado por inversor MLP, com os circuitos equivalentes em baixas e altas frequências; e) obter as formas de onda características do fenômeno de modo comum / Abstract: Three-phase induction motors present stray capacitances. The aim of this thesis is to present a new methodology to experimentally determine these capacitances and also evaluates the effects of electromagnetic interference on the motors in common mode. The proposed procedures to the development of this new methodology consists in: a) identification of the motor equivalent electrical circuit parameters through characteristic tests performed in the laboratory; b) to set up configurations between PWM inverter and the motor for voltage and current measurements: common mode and shaft voltages, leakage and shaft (bearing) currents by using a dedicated measuring circuit; c) to calculate the parasitic capacitance values between stator and frame, stator and rotor, rotor and frame and bearings of the motor using the capacitance characteristic equation; d) use the dedicated software Pspice to simulate the system composed by the three-phase induction motor fed by PWM inverter with the equivalent electrical circuit parameters; e) to determine the characteristic waveforms involved in the common mode phenomenon / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T13:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LeonardodeAraujo_M.pdf: 1153189 bytes, checksum: 35240933e2667ef80a3d4151c4df89d9 (MD5) Previous issue date: 2000 / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Sérgio Vidal Garcia Oliveira. / Co-orientador: Adriano Péres. / Dissertação (Mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-25T04:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340778.pdf: 1717696 bytes, checksum: 56555ac182aae6a7f6738a46adf6ffc1 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nesta tese, foi desenvolvida uma metodologia para a determinação do rendimento de motores de indução trifásicos em operação sem a necessidade de interromper o processo em que o mesmo está inserido ou alterar o seu ponto de funcionamento. São consideradas apenas medidas de grandezas elétricas, magnéticas e da velocidade de rotação do motor.A metodologia se baseia no método do circuito equivalente, sendo utilizada a técnica de algoritmos genéticos para o encontro dos valores dos seus parâmetros. Inicialmente, são determinados os valores dos parâmetros do modelo clássico do motor de indução a partir de dados de catálogo fornecidos por fabricantes. Relações heurísticas são utilizada sem conjunto com as equações do circuito do modelo do motor para diminuir o número de soluções possíveis do sistema. Para a etapa decampo, os valores dos parâmetros do modelo são ajustados utilizando as medidas realizados com o motor em operação, e o rendimento é calculado. Um modelo alternativo é utilizado para considerar variações das perdas rotacionais e suplementares. A metodologia foi testada em motores de diferentes potências sendo os resultados comparados com métodos normatizados de determinação de rendimento de motores através de ensaios em laboratório.<br> / Abstract: In this work, a methodology was developed to allow the determination of efficiency of three-phase induction motors without interrupting the process run by the machine or changing its working condition. Only electrical, magnetic and speed measurements are required. The methodology is based on the equivalent circuit method, whose parameter values are determined through the use of genetic algorithms. Initially, thevalues of the classical equivalent circuit of the induction motor are determined based on catalog data provided by the manufacturer. Heuristic relationships are applied along with the circuit equations in order to limit the search space to feasible solutions. Later, the parameter values are adjusted using measurements obtained during normal operation in the field, and the efficiency is calculated with the new values. An alternative model is employed in order to consider the variation of mechanical and stray-load losses. The methodology was tested on motors of different power ratings, and the results were compared with standard methods of motor efficiency determination through bench tests.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348527.pdf: 3865353 bytes, checksum: 77fc2d31241d8e7f9b050559c8cd9b4f (MD5) Previous issue date: 2017 / Compressores herméticos utilizados em sistemas de refrigeração possu-em em seu interior motores elétricos como subsistema responsável por transmitir movimento ao conjunto mecânico. O motor de indução monofásico com rotor gaiola de esquilo é o tipo de motor mais empregado em compressores destinados à refrigeração doméstica e comercial leve. Esse tipo de motor possui uma série de características que precisam ser controladas durante o processo produtivo para que sua qualidade seja assegurada. Uma dessas características é a folga radial entre estator e rotor, conhecida na literatura como entreferro. A característica entreferro é uma característica crítica do motor de indução, pois, esta impacta tanto no desempenho quanto na confiabilidade do compressor. Devido a isso, 100% da produção dos motores monofásicos passa por um controle do entreferro. O método de controle utilizado é um método atributivo que se utiliza de lâminas de folga, onde o operador circunda todo o perímetro da interface estator/rotor com essa lâmina, verificando assim se existe uma folga mínima em toda a região do entreferro. Porém, índices de qualidade internos e externos, apontam para uma baixa eficácia do método. Problemas de excentricidade do rotor são as principais causas de modos de falha relacionados ao entreferro. Como em grandes máquinas elétricas a excentricidade do rotor está relacionada principalmente com o desgaste de rolamentos e mancais do eixo ao longo da vida útil da máquina, isso motivou pesquisadores a desenvolverem métodos de de-tecção não invasivos da excentricidade do rotor para que pudessem ser utilizadas como técnicas de manutenção preditiva. A análise da assinatu-ra da corrente do motor (Motor Current Signature Analysis - MCSA) é uma dessas técnicas, onde o sinal de corrente elétrica do estator é adqui-rido e processado de maneira a extrair informação sobre a condição de excentricidade do rotor. Este trabalho estuda os métodos MCSA assim como algumas técnicas de processamento de sinal que são utilizadas em conjunto. Na parte de avaliação, apenas os métodos que se utilizam da transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT) são analisados experimentalmente, aplicando-se estes em dois motores de indução de pequeno porte. Os resultados obtidos atestam que tais méto-dos possibilitam a determinação da condição de excentricidade do rotor, permitindo a aplicação desses no controle de qualidade do entreferro. / Abstract : Hermetic compressors used in refrigeration systems have in their interior electric motors as subsystem responsible for transmitting motion to the mechanical kit. The single-phase induction motor with squirrel cage rotor is the type of motor most commonly used in compressors intended for domestic and commercial light refrigeration. This type of engine has a number of characteristics that need to be controlled during the production process in order to ensure its quality. One of these characteristics is the radial gap between stator and rotor, known in the literature as air-gap. The air-gap characteristic is a critical characteristic of the induction motor, since it impacts both the performance and the reliability of the compressor. Due to this, 100% of the production of the single-phase motors goes through a control of the air-gap. The control method used is an attributive method that uses slack blades, where the operator surrounds the entire perimeter of the stator/rotor interface with this blade, verifying if there is a minimum gap in the entire region of the air-gap. However, internal and external quality indices point to a low efficacy of the method. Rotor eccentricity problems are the main causes of air-gap related failure modes. As in large electrical machines rotor eccentricity is primarily related to the wear of bearings and shaft bearings over the life of the machine, this motivated researchers to develop non-invasive rotor eccentricity detection methods so that they could be used as predictive maintenance techniques. Motor Current Signature Analysis (MCSA) is one such technique where the stator electrical current signal is acquired and processed in order to extract information about the rotor eccentricity condition. This work studies the MCSA methods as well as some signal processing techniques that are used together. In the evaluation part, only the methods that are used of the Fast Fourier Transform (FFT) are analyzed experimentally, applying these in two small induction motors. The results obtained confirm that these methods permit the determination of the rotor eccentricity condition, allowing the application of these in the air-gap quality control.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345604.pdf: 5140316 bytes, checksum: c4c7f5e22ef93a373e44db9002e3759d (MD5) Previous issue date: 2016 / O projeto de compressores herméticos de refrigeração busca atender altos níveis de eficiência e confiabilidade. Para alcançar esses objetivos,deve-se compreender os fenômenos físicos que ocorrem no interior do compressor e as suas interações. Nesse sentido, o desenvolvimento de modelos de simulação que considerem o efeito combinado desses fenômenos é de fundamental importância, permitindo análises sem o alto custo associado à investigação experimental. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver modelos integrados para a simulação de compressores alternativos herméticos, considerando o acoplamento de três modelos específicos: modelo termodinâmico para a solução do ciclo de compressão, modelo térmico para a previsão da temperatura dos componentes do compressor e modelo elétrico para a determinação do desempenho do motor de indução. Duas abordagens são propostas para a modelagem térmica do motor. Uma delas segue a formulação integral da equação da conservação da energia aplicada ao motor, representando-o por um único valor de temperatura. A outra considera uma abordagem de parâmetros concentrados, dividindo o motor em três componentes (rotor, enrolamentos e núcleo do estator) que interagem termicamente entre si e com os demais componentes do compressor. Dois modelos elétricos foram avaliados para o motor, um baseado no conceito de circuito equivalente e o outro em circuitos magneticamente acoplados. Após serem validados com o auxílio de dados experimentais, os modelos integrados formados pela combinação dos diferentes modelos térmicos e elétricos foram utilizados em análises do efeito de condições de operação e parâmetros construtivos do motor sobre a temperatura do motor e a eficiência do compressor. Os resultados indicam que o modelo térmico de parâmetros concentrados é necessário nas análises do efeito de modificações das dimensões do motor, geralmente caracterizado por um aquecimento não uniforme de seus componentes. Por outro lado, o modelo térmico integral é suficiente em análises térmicas associadas à variação da tensão de alimentação e da capacitância do capacitor permanente. Observou-seque a capacitância e o comprimento do pacote de lâminas do motor afetam sensivelmente a eficiência isentrópica e, em menor proporção, a eficiência volumétrica do compressor.<br> / Abstract : The design of hermetic compressors adopted in refrigeration systems must meet high levels of efficiency and reliability. In order to achieve such goals, it is necessary to understand the physical phenomena that take place inside the compressor and their interaction with each other. In this respect, the development of simulation models that consider the coupling between such phenomena is of great importance, allowing analyses much less expensive than through experiments. The main objective of this work is to develop integrated models for the simulation of hermetic reciprocating compressors by coupling three specific models: a thermodynamic model to solve the compression cycle, a thermal model to predict the temperatures of the compressor components and an electrical model to determine the performance of the induction motor. Two approaches are proposed for the thermal modeling of the electrical motor. One of them is based on an integral formulation of the energy equation, providing a single temperature for the motor. The other approach considers a lumped parameter formulation in which the electrical motor is divided into three components (rotor, stator windings and stator core) that interact with each other and the compressor components. Two modeling alternatives were assessed for the induction motor. The first follows the equivalent circuit method and the second is based on magnetically coupled circuits. After being validated via comparisons with measurements, the integrated models formed by the combination of the thermal models and motor models are used to analyze the effects of the compressor operating conditions and motor constructive parameters on the motor temperature and compressor efficiency. The results showed that the lumped parameter thermal model is necessary to analyze the effect of modifications of the motor dimensions, which usually brings about nonuniform heating of the electrical motor. On the other hand, the thermal model based on the integral formulation is sufficiently accurate for thermal analyses associated with the variation of the input voltage and permanent capacitor capacitance. It was found the variation of the capacitance and the motor active length affects considerably the isentropic efficiency, and to a lesser extent the volumetric efficiency.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339930.pdf: 5224012 bytes, checksum: 2cb8cfb682e976ef7970a3443872893d (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho de dissertação aborda o desenvolvimento de um equipamento para medição de corrente e de campo magnético em motores de indução trifásicos com a finalidade de detectar faltas incipientes durante a operação do motor. Contextualiza-se a aplicação de equipamentos para diagnóstico de falhas em motores e apresenta-se técnicas de manutenção que englobam procedimentos de manutenção preditiva. Foi realizado um estudo bibliográfico acerca da detecção de barras rompidas em motores de indução trifásicos e são apresentados equipamentos comerciais destinados a diagnóstico de motores. O equipamento desenvolvido é descrito, contendo os projetos e a implementação das partes funcionais que o compõe. O equipamento foi validado em bancadas e testado em aplicações em campo. Resultados são apresentados para detecção de faltas incipientes e medição de velocidade.<br> / Abstract: This work addresses the development of a device for measuring current and magnetic field in induction motors in order to detect incipient faults during operation. The application of equipment to faults diagnosis is contextualized and techniques that include predictive maintenance procedures are presented. A bibliographic study on the detection of rotor bar faults in induction motors and commercial equipment for this purpose is presented. The equipment developed is described, including its projects and the implementation of its functional parts. The equipment was validated on test bench and tested in field applications. Results are presented to faults detection and speed measuring.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000421932-Texto+Completo-0.pdf: 1968986 bytes, checksum: 3fba7f654b85286a3c4cfcc6affa04d2 (MD5) Previous issue date: 2010 / New applications of multiphase induction machines have shown that is possible to improve the overall performance with respect to standard three phase machines as, for instance, power consumption, torque generation and fault tolerance. Nowadays, the application of multiphase machine in high performance systems is economically viable due to the widespread use of DCAC power inverters for driving induction machines. The direct field oriented control is one of the most applied control techniques for induction machines, since the overall system has a dynamic response similar to DC machines. However, this control technique needs the rotor flux information to decouple the flux and torque feedback loops. This master’s thesis proposes a method for designing a robust nonlinear flux observer for five phase machines employing decoupled models for the first and the third harmonics, recently developed for five phase machines, admitting rotor resistance variation and torque load disturbances. The observer design is performed by means of a convex optimization problem in terms of linear matrix inequality (LMI) constraints. The proposed observer is evaluated by means of several simulation experiments. / Novos estudos sobre os motores de indução multifásicos demonstram que é possível obter um melhor desempenho em relação aos motores trifásicos, como, por exemplo, em relação a potência, ao torque e tolerância a falhas. Com a larga utilização de inversores CC-CA no acionamento de máquinas de indução, a utilização de máquinas multifásicas em aplicações que necessitem elevado desempenho tornou-se viável economicamente. O controle por orientação direta do campo é uma das técnicas de controle que propiciam uma boa resposta em máquinas de indução com resposta dinâmica comparável a das máquinas CC. Nesta técnica de controle é necessário medir ou estimar o fluxo do rotor para desacoplar as malhas de fluxo e torque. Esta dissertação de mestrado apresenta o projeto de um observador robusto não-linear para estimar o fluxo do rotor em máquinas de indução pentafásicas empregando o modelo desacoplado do primeiro e terceiro harmônicos, recentemente desenvolvido para máquinas pentafásicas, admitindo variações no valor da resistência do rotor e distúrbios de carga. A sintonia dos parâmetros do observador é feita através de um problema de otimização convexa sujeito a restrições em termos de desigualdades matriciais lineares (LMIs). O observador proposto é avaliado mediante vários ensaios por simulação.