Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258153.pdf: 29470274 bytes, checksum: 74a4266e1ed7bfc85a60369a53c2b4f7 (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo das assimetrias geométricas no estampo da coroa do estator de motores de indução trifásicos. Assimetria esta, conhecida na linguagem técnica como corte econômico. Para o estudo utilizou-se três motores de indução trifásicos de 20cv, VI pólos, carcaça IEC 160L, 220/380 V, 60 Hz, linha Standard. Os três estatores apresentavam coroas com diferentes formas geométricas, (1) coroa convencional redonda, (2) coroa com corte econômico na largura da tira e (3) coroa com corte econômico na largura da tira e avanço do passo. Utilizou-se o programa de cálculo M2E, onde se obteve os valores de desempenho do motor para os três casos. Para a modelagem eletromagnética do motor com as três diferentes coroas, utilizou-se o sistema EFCAD, que realiza simulações através do método de elementos finitos para o cálculo eletromagnético. Os resultados apresentados nos ensaios, cálculos analíticos e simulações apresentaram diferenças insignificantes nos valores de desempenho, nas induções na coroa do estator e nas perdas no ferro. Ficou evidente a viabilidade do corte econômico para as carcaças IEC 132 a 200, obtendo como vantagem a economia e melhor aproveitamento das chapas de aço e como desvantagem o investimento na reforma ou fabricação de novos estampos e outros ferramentais. This work presents a study of geometric asymmetries in stator yoke of three-phase induction motors. Such asymmetry is, known in the technical language as "economic cut". For this study, one has used three Standard 20cv, VI poles, IEC 160L, 220/380 V, 60 Hz, three-phase induction motors. The three stators have different yoke geometries, (1) round traditional yoke, (2) yoke with "economic cut" in the width of the lamination length and (3) yoke with "economic cut" in the width of the lamination length and in the step advance. The Calculations were made with M2E, were values of performance of the motor were calculated for the three cases. For the electromagnetic modeling of the motor with the three different geometries one has used the EFCAD system, which uses the finite element technique. Values of in inductions in the stator yoke and iron losses measured and calculated with both, analytic and Finite Element method presented small deviations. The feasibility of the economic cut for frames IEC 132 to 200 is clear: using fewer amount of iron, without compromising performance, with only one drawback which is the costs involved in the re-project of the stamping tool.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 231734.pdf: 878043 bytes, checksum: 4e0294458f76f1e2f84fd8cd9666ca28 (MD5) / Este trabalho apresenta uma estratégia de controle para o motor de indução trifásico via abordagem LMI. O projeto faz uso de um modelo comutado do motor de indução que é obtido considerando o acionamento do motor através de um inversor de tensão. O objetivo que se deseja alcançar é projetar leis de controle para comandar as chaves do inversor, de forma a garantir estabilidade e desempenho do motor. Para isso, usaremos uma metodologia que consiste em descrever as condições do problema como Desigualdades Matriciais Lineares (LMIs). O ponto de partida do projeto é baseado na teoria de Lyapunov para estabilidade de sistemas. Inicialmente, é apresentado a modelagem do motor de indução, bem como, comentários sobre o acionamento via inversor de tensão. Na seqüência do trabalho se define LMI e suas principais propriedades e ainda são apresentados alguns exemplos de aplicação de LMIs na busca de soluções de problemas simples. Ao final, é realizado o projeto de controle para o motor de indução trifásico e os resultados atingidos são apresentados. This work presents a strategy of control for the three-phase induction motor based on LMI. The design uses a switched model of induction motor which is obtained considering the feeding of the motor through a three-phase voltage inverter. The target to be reached is to design control laws for controlling the switches of the inverter, in order to guarantee stability and performance of the motor. To do that, we will use a methodology which consists in describing the conditions of the problem as Linear Matrix Inequalities (LMIs). The beginning of the design is based on the Lyapunov's theory for the stability of systems. Initially, the modeling of the induction motor is presented, as well as, commentaries about the feeding of the motor by voltage inverter. After that, it is defined LMI and its main properties and also is developed some examples of application of LMIs to solve simple problems. At the end, it is accomplished the design of control for the three-phase induction motor and the results reached are presented.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:30:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325646.pdf: 5817959 bytes, checksum: 34356e651c3da0cad54c4f47a37172b2 (MD5) Previous issue date: 2013 / Como parte da garantia da qualidade na produção de estatores de motores de indução monofásicos, são empregados vários ensaios elétricos de rotina, visando assegurar a conformidade do produto. Tipicamente, tais ensaios são: resistência elétrica, tensão aplicada, surto elétrico e sentido de rotação. Em linhas de elevado fluxo de produção de estatores, esses ensaios nem sempre conseguem a efetividade desejada, permitindo que peças não conformes cheguem ao cliente. Visando aprimorar a detecção de defeitos de fabricação de estatores, este trabalho realiza uma pesquisa da aplicabilidade de dois ensaios não usuais para esse propósito: descargas parciais em baixa tensão e rotor bloqueado, como complemento aos testes usuais. Para o ensaio de descargas parciais, a partir da literatura e normas disponíveis, fez-se um estudo teórico das condições que influenciam a atividade e detecção desse fenômeno. Para o ensaio de rotor bloqueado, empregando uma bancada protótipo desenvolvida no âmbito desta dissertação, fez-se um estudo experimental dos sinais de corrente e de torque para um modelo de estator monofásico. Apresentam-se as limitações encontradas para cada método e sua potencial utilidade como ferramenta para detecção de defeitos. No caso do ensaio de descargas parciais ficou caracterizado que os níveis máximos de tensão passíveis de aplicação nos estatores em questão não são suficientes para gerar descargas parciais que evidenciem, de forma eficiente, defeitos de fabricação. Para o caso do ensaio de rotor bloqueado, a análise da corrente se mostrou bem mais efetiva do que a do torque, chegando-se a resultados que indicam potencial da técnica como método complementar aos atualmente empregados para identificação de defeitos em estatores.<br> / Abstract : Several routinely electric tests are used in production of singe-phase induction motor stators, as part of quality assurance programs, in order to ensure product conformity. Typically, the applied tests are: winding resistance, hipot (applied voltage), electrical surge and rotational direction. In high flow production lines of stators, these tests do not always get the desired effectiveness in all pieces produced, some of them erroneously outcomes to client as a product accepted, despite actually defective. In order to improve defects detection in stators manufacturing, it was researched the applicability of two not usual tests: low-voltage partial discharge and locked rotor, as complement to routine tests. To attend the partial discharges study, was taking the literature and standards available and done a theoretical survey of conditions that may influence the activity and detection of this phenomenon. By means of a prototype test bench system, conceived, designed and developed to perform the locked rotor test, was done an experimental study with current and torque measurements for a model of single-phase stator. From the carried research out for both test methods, are presented the founded limitations and potential useful of each, as a tool for defect detection. For partial discharges was characterized that maximum voltage level applicable for the stator under test are insufficient for detection of fabrication defects. For rotor locked test, the analysis of current showed more effectiveness than torque, leading to results that indicate the potential of the technique as a complementary method to the currently used for identification of defects in stators.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:35:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325647.pdf: 1741476 bytes, checksum: 2cfb9b7a5bbc93126e985329148a3580 (MD5) Previous issue date: 2013 / Determinar a elevação de temperatura de um motor de indução trifásico, através de ensaios elétricos, é um dos mais importantes testes para a produção deste motor. A maneira mais usual para a realização deste ensaio é aplicar carga nominal no eixo do motor, o que se torna um grande desafio para fabricantes de máquina de grande porte, pois se deve ter um dinamômetro de potência igual ou superior a potência do motor a ser testado. Devido a este fato, existem métodos alternativos de testes, previstos em normas internacionais, para a determinação da elevação de temperatura de forma indireta. Dentre os métodos utilizados na indústria atual, o Método de elevação de temperatura por dupla frequência se apresenta bastante viável, devido ao fato de não existir a necessidade de um dinamômetro, pois mesmo sem aplicar torque ao eixo do motor diretamente, se consegue obter tensão e corrente r.m.s. nominais para o motor, trabalhando somente com sua característica transistória. Assim, com este método é possível submeter o motor de indução trifásico ao ensaio de elevação de temperatura. Este trabalho faz uma comparação de resultados práticos obtidos em ensaios com carga direta ao eixo com resultados obtidos em ensaios em dupla frequência, analisando a diferença entre estes resultados. Além disto, propõe-se a verificar com auxílio de simulações numéricas, a diferença das perdas do motor quando submetido a ambos os métodos.<br> / Abstract : The experimental determination of the three phase induction motor temperature rise is one of the most important test for the motor production. The usual way to realize this test is to apply rated torque to the motor shaft, which becomes a big challenge for manufacturers of large machines, because it requires a dynamometer with the same, or higher, power than the power of the machine to be tested. As a consequence of this, there are alternative methods, preditected by international standards, to determine the motor temperature rise in an indirect manner. Among the methods used on industries nowadays, the method of dual frequency appears quite viable, since that there is no need for a dynamometer because, even without applying torque directly to the shaft, it is possible to obtain the rated r.m.s. voltage and current at its terminals, working only with the transient characteristics of the induction motor. Thus the dual frequency method is able to submit the induction motor to the temperature rise test. This paper makes a comparison of practical results of testing at full load regarding to the results obtained in dual frequency, analyzing the difference between them and, with assistance of numerical simulations, tries to verify the difference of motor losses when submitted by both methods.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326649.pdf: 3286445 bytes, checksum: 0250bded564b66a7b5639a17629220ad (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho foi desenvolvido um modelo analítico para o levantamento dos parâmetros do circuito elétrico equivalente de um motor de indução trifásico, com rotor do tipo gaiola de esquilo, a partir das características construtivas e elétricas da máquina. O modelo foi desenvolvido com base nas Equações de Maxwell. O cálculo dos parâmetros do circuito elétrico equivalente permite prever a característica torque-velocidade do motor antes de realizar ensaios experimentais.<br> / Abstract : In this project we have developed an analytical model to obtain the parameters of equivalent circuit of a three phase induction motor, with squirrel cage rotor, from constructive and eletric characteristics of the machine. The model was developed based on Maxwell's Equations. The calculation of the parameters of the electrical equivalent circuit allows to predict the caracteristic speed-torque of the motor before performing experimental tests.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334130.pdf: 2594544 bytes, checksum: 321ec17d4d7304c07a64af7be0f5d747 (MD5) Previous issue date: 2015 / Devido às diferenças no processo de fabricação, rotores centrifugados apresentam maior eficiência e maior resistência interbarras do que rotores injetados sob pressão. Por esse motivo, o tratamento térmico aplicado a rotores injetados para melhoria da isolação da gaiola não é tradicionalmente aplicado pela indústria a rotores centrifugados. Esse trabalho avalia o efeito da realização do tratamento térmico tradicional a 450°C em rotores centrifugados, avaliando ainda a viabilidade e os efeitos do tratamento térmico de rotores centrifugados a 520°C, temperatura não recomendada no caso dos rotores injetados sob pressão. As medições de eficiência são realizadas por meio de ensaios no dinamômetro, utilizando-se um estator padrão mantido em condições controladas. São medidas as resistências interbarras de rotores não tratados e tratados a 520°C. Para a realização dos ensaios são utilizados rotores de motores monofásicos de pequeno porte aplicados em compressores na refrigeração doméstica.<br> / Abstract : Due to differences in the manufacturing process, centrifuged rotors have higher efficiency and inter-bar resistance than those produced by high pressure die casting process. Therefore, the heat treatment applied to high pressure die casted rotors to improve the insulation of the cage is not traditionally applied by the industry to centrifuged rotors. This study evaluates the effect of the traditional 450°C heat treatment on centrifuged rotors, as well as the feasibility and effects of 520ºC heat treatment on centrifuged rotors, temperature not recommended for high pressure die casted rotors. The efficiency measurements are performed with a dynamometer, using a standard stator kept under controlled conditions. The inter-bar resistances of non-treated and 520°C heat treated rotors are measured. The tests are made using small single phase motors, usually applied in domestic refrigeration compressors.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1985. / Made available in DSpace on 2013-12-05T19:50:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203347.pdf: 3009977 bytes, checksum: 6530113d2116778e6060fbf214794e56 (MD5) Previous issue date: 1985

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-21T13:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208191.pdf: 7881081 bytes, checksum: 28db32431b10c60bfb08c3468211334a (MD5) / A predição da distribuição de temperatura em uma máquina elétrica girante é tão importante quanto a predição do seu rendimento. Apesar da importância de se conhecer a temperatura no interior de máquinas elétricas girantes a literatura disponível não apresenta metodologias que possibilitem obter tal informação de forma satisfatória, que façam uso do estado da arte referente ao conhecimento disponível em escoamento e transferência de calor. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo térmico híbrido para determinar a distribuição de temperatura em um motor de indução, operando em regime permanente. O modelo térmico híbrido consiste na combinação de parâmetros térmicos globais e de parâmetros térmicos distribuídos nas diferentes partes da máquina. Na análise da distribuição da temperatura é de fundamental importância o conhecimento de dois parâmetros principais: a distribuição das perdas (fontes de calor) envolvidas na máquina, e no presente trabalho estas perdas são avaliadas através de ensaios elétricos, e distribuídas no estator e no rotor; e o coeficiente convectivo de transferência de calor da superfície externa da máquina. A análise deste coeficiente convectivo baseia-se nos resultados do modelo numérico utilizado na simulação do escoamento e transferência de calor da superfície externa do motor através do método de volumes finitos. O modelo proposto é aplicado para um motor de indução trifásico (50cv, 440V e IV pólos). A validação do modelo é obtida através de dados experimentais de temperatura e fluxo de calor em pontos estratégicos nas diferentes partes do motor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-19T07:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:10:54Z : No. of bitstreams: 1 179139.pdf: 14148898 bytes, checksum: cb8c0a9cfd51b2ac5bae35331f0c10ba (MD5) / Os motores de indução trifásicos representam uma grande parcela do acionamento de máquinas na indústria. Por esse motivo, estes motores são fabricados em larga escala e os fabricantes dispõem de alguns testes para a garantia da qualidade do seu produto. Este trabalho apresenta um método de estimação do desempenho e parâmetros do motor de indução trifásico com o principal objetivo de aumentar a confiabilidade dos testes finais em motores e, com isso, aumentar a qualidade do produto fabricado. O método proposto utiliza-se do modelo do motor de indução trifásico no eixo de referência síncrono e das correntes e tensões medidas durante a partida, para realizar a estimação de algumas características de desempenho como a velocidade, a potência absorvida em função da aceleração, bem como, a estimação dos parâmetros do motor de indução trifásico. Adicionalmente, podem ser medidas a corrente e potência absorvida na partida, bem como a corrente e potência absorvida em vazio. Com isso, aumenta-se enormemente o número de variáveis avaliadas para garantir a qualidade do motor fabricado, uma vez que atualmente somente é medida a corrente em vazio do motor. Ao final do trabalho são apresentados os resultados das simulações realizadas, bem como o resultado de um motor real testado

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:27:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258460.pdf: 7075818 bytes, checksum: 15e993ce7dc102f979efc06fdffe43e6 (MD5) / A temperatura de motores elétricos industriais em funcionamento é mantida em níveis adequados através de um eficiente sistema de resfriamento que é composto basicamente pela superfície de troca térmica, geralmente aletada, e pelo sistema de ventilação. Além disso, os níveis de ruído gerados por tais máquinas não devem ultrapassar os limites exigidos. Neste trabalho desenvolve-se uma metodologia de avaliação do desempenho do sistema de ventilação externo de um motor elétrico autoventilado, quando determinadas características geométricas do rotor deste sistema são alteradas. A metodologia desenvolvida combina a solução numérica do escoamento turbulento no sistema de ventilação com a medição de variáveis acústicas e do escoamento. A solução numérica visa determinar o comportamento de variáveis globais que caracterizam o sistema de ventilação, como a vazão volumétrica e a potência mecânica utilizada para movimentar o fluido. Por sua vez, as medições experimentais das variáveis globais que caracterizam o ventilador para diversas formas e números de pás do rotor visam validar o procedimento numérico em algumas das faixas de operação. As soluções numéricas foram obtidas em regime permanente utilizando o código computacional comercial ANSYS CFX R11.0 com o modelo de turbulência SST e tratamento automático do escoamento próximo a parede. Utilizando teorias de analogia acústica (Powell e Lowson) estimou-se os níveis de ruído sonoro. Toda a solução numérica realizada neste trabalho é em regime permanente utilizando o código computacional comercial ANSYS CFX R11.0 com o modelo de turbulência SST e tratamento automático do escoamento próximo a parede. A utilização combinada das medições e da simulação permitiu explorar alguns comportamentos do sistema de ventilação, incluindo o teste de correlações disponíveis na literatura baseadas em conceitos de similaridade, e permitiu elaborar conclusões sobre aspectos construtivos dos sistemas de ventilação externos de motores elétricos. Os resultados numéricos obtidos representam qualitativamente as medições e mostram o efeito das variáveis de projeto analisadas no desempenho e ruído dos sistemas de ventilação de motores elétricos. A metodologia de análise desenvolvida apresenta-se promissora como ferramenta para o projeto de produtos na área de sistemas de ventilação de motores elétricos.