Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-13T04:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334817.pdf: 7368107 bytes, checksum: 648846995211b2d650e7eb6504cfe1f4 (MD5) Previous issue date: 2015 / O uso de modelos analíticos para máquinas elétricas continua sendo de grande importância tanto em seu projeto quanto na análise de seu funcionamento. Este trabalho aborda a análise de motores de indução com rotor gaiola de esquilo (MI-RGE) a partir de equações analíticas, utilizando o modelo por fase em regime permanente, a fim de obter o comportamento do MI-RGE desde sua partida até a velocidade de operação. Para tanto, utilizam-se como dados de entrada as características dimensionais e do enrolamento do motor e são empregadas formulações para considerar os efeitos de saturação e de penetração de campo. Essas formulações são apresentadas e discutidas no âmbito da aplicação dessa dissertação, comparadas com resultados de um software de um fabricante de motores e com dados de ensaio. São analisadas as características de torque e corrente em relação à velocidade e torque, corrente, fator de potência e rendimento em condição nominal. Os resultados apontam para grande relevância dos efeitos de saturação e penetração de campo no motor e uma boa concordância entre o comportamento do MI-RGE esperado e obtido pela formulação implementada.<br> / Abstract : The use of analytical models for electrical machines remains as an important tool in their design, as well as in their analysis. This work deals with the analysis of induction motors with squirrel cage rotor (MIGER) using analytical equations and the steady state by single phase in order to obtain the MI-GER behavior since its start up to rated speed operation. For this purpose, dimensional characteristics and the motor winding are used as input and formulations to take in account the effects of saturation and skin effect are used. These formulations are presented and discussed in the implementation of this dissertation, compared to results from a software of a motor manufacturer and test data. It is observed the characteristics of torque and current versus speed and torque, current, power factor and yield in nominal condition. The results show great importance of the effects of saturation and field penetration in the MI-RGE and a good agreement between the MI-GER behavior expected and obtained by implemented formulation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325194.pdf: 2687528 bytes, checksum: e0248f75e29f0715da86727cbe68ff87 (MD5) Previous issue date: 2013 / Esta dissertação apresenta a otimização multidisciplinar e multiobjetivo da geometria dos canais axiais de ventilação de um motor de indução trifásico de 4.000 cv de potência por meio da aplicação do método de elementos finitos e algoritmo genético combinado com a metodologia de superfícies de resposta. É apresentado o equacionamento dos circuitos magnético e elétrico do motor e após é desenvolvido um modelo de otimização que engloba análise eletromagnética (desempenho) e térmica (elevação de temperatura) de maneira conjunta. A primeira é feita através do método de elementos finitos e resolução de circuito equivalente; a segunda é realizada por meio de um cálculo térmico. Os objetivos definidos são minimizar a elevação de temperatura do motor e maximizar o cos?(??) (fator de potência), e ainda são impostas restrições de projeto para garantir que as soluções encontradas sejam viáveis. Para acelerar o processo de otimização, visto as análises pelo método de elementos finitos exigirem elevado esforço computacional, é utilizada em conjunto com o algoritmo genético a metodologia de superfícies de resposta que são construídas para mapear o comportamento das funções de estudo e estimar através de interpolação os valores das variáveis de saída. <br> / Abstract : This dissertation presents a multidisciplinary and multiobjective optimization of the geometry of the axial ventilation holes of a 4000 hp three phase induction motor by applying the finite element method and genetic algorithm combined with response surface methodology. It presents the equation of magnetic and electric motor circuits. An optimization model, which includes electromagnetic analysis (performance) and thermal (temperature rise) jointly is developed. The first is performed using the finite element method and equivalent circuit resolution. The second is performed by a thermal calculation. The objectives are to minimize the temperature rise of the motor and maximize cos (f) (power factor). Design constraints are still imposed to ensure that the solutions are feasible. To speed up the optimization process, since the analysis by finite element method require high computational effort, the response surface methodology is employed to map the behavior of the study functions in order to estimate by interpolation the output variable values.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:51:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227168.pdf: 3823379 bytes, checksum: 812f936ac4ca5df72dab920feddcc645 (MD5) / Este trabalho propõe-se a avaliar o impacto dos Drives Moduladores de Energia (controle eletrônico de energia) em termos de eficiência energética, os correspondentes efeitos econômico-financeiros da sua adoção, associados aos motores elétricos de indução em um processo produtivo. A energia foi inicialmente abordada sob a óptica da física clássica, passando-se às dimensões sociais e político-econômicas, quando se constatou que, no sistema produtivo nacional, o motor elétrico de indução é considerado o maior consumidor. Teorias que relacionam a importância e a necessidade de se poupar energia elétrica foram levantadas, bem como as tecnologias, o estado da arte, que visam tornar os sistemas de conversão eletromecânica mais eficientes, dentre essas, a mais recente, o Drive Modulador de Energia. Para a análise da eficiência do desse equipamento, desenvolveu-se um modelo que permitiu quantificar a possível energia poupada em kWh, a qual é transposta para valores percentuais, monetários e indicadores de desempenho: Valor Líquido Presente, Taxa Interna de Retorno, Payback e Relação Benefício/Custo. Com a realização de um ensaio na empresa Cimentos Davi, os resultados foram confrontados com o modelo e demarcada a sua validade. O Drive mostrou eficiência energética com ressalvas, pois esta se dá para o motor operando a baixos carregamentos, em média inferior a 50%, valor normalizado, do montante de horas de trabalho (próximo ou superior a 8.000 horas por ano), do momento do levantamento dos custos, uma vez que tanto o equipamento como a energia variam no tempo e, de algum modo, estão vinculados ao câmbio e outros. This work intends to identify necessary operational aspects for the use of Drive Modulator of Energy, in the productive situations, to get reduction of the electric power consumption, that takes and guarantee technical and economical advantages. To beginning with Classic physical vision about energy, passing by social and political-economical panorama until the importance of the motor induction, actually considered the largest electric power consumer. Theories have been described and related the importance and the needed to save electric power. Getting up the state of the art and the technologies that seek to turn the conversion systems more efficient eletromecanic like the recent Drive Modulator of Energy. Was grow up, for the analysis of the efficiency of Modular Drive of Energy, a model that allowed to quantify the possible energy saved in kWh, and after it was exchanged by values percentile, monetary and acting indicators as the Present Liquid Value, to Rate Interns of Return, Payback and Relationship between Benefit/Cost. With the accomplishment of the test in the company Cimentos Davi and it's comparation with model, the efficiency of Drive Modulator of Energy was detected. In the end it's economical viability become variable in agreement with the conditions of work of the motor, mainly with relationship to the regime of load of the motor (on average inferior to 50%), working hours near or superior to 8000 hours per year, and other. It's important considering the rising moment, because it is dependent from the exchange rate, as soon as in the equipment costs as in the energy costs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T09:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206600.pdf: 6794436 bytes, checksum: 834a16f816f34057ae469770964d9a11 (MD5) / A análise e a previsão dos pulsos de tensão sobre os terminais dos motores de indução alimentados por inversores de freqüência, utilizando o método de modelagem por linhas de transmissão # TLM, são os assuntos desta dissertação. Inicialmente, são discutidos os fatores que contribuem para a geração de pulsos de tensão nos terminais dos motores alimentados por inversores de freqüência em aplicações com velocidade variável. A seguir, apresentam-se a teoria de linhas de transmissão, os métodos numéricos para modelagem de fenômenos, o princípio do método TLM e sua aplicação em problemas 1D. No desenvolvimento experimental, são apresentados os procedimentos para determinação dos parâmetros do sistema formado pelo inversor (fonte), o cabo (linha) e o motor (carga) e os valores medidos para esses parâmetros. Também são apresentados resultados de medições dos pulsos de tensão nos terminais do motor para instalações com 1 m, 30 m e 100 m de cabo de ligação entre inversor e motor. Finalmente são discutidos os resultados obtidos com o algoritmo computacional, comparando-os com valores medidos na prática.

Orientador : Prof. Dr. Gideon Villar Leandro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba,30/08/2013 / Bibliografia: fls. 151-155 / Resumo: O grande desafio da sociedade contemporânea na busca da sustentabilidade dos processos de industrialização será o equacionamento ideal entre desenvolvimento industrial, consumo energético e conservação ambiental. Atualmente existe uma grande preocupação com a redução dos custos de produção e aumento de produtividade no setor industrial e, visando atender esta nova tendência, muitas empresas têm buscado aumentar a confiabilidade de seu processo produtivo por meio de novas técnicas de manutenção. Diante da necessidade de melhoria da eficiência dos processos produtivos é urgente a necessidade de aliar conceitos de avaliação de eficiência energética aos de aplicação de técnicas preditivas de manutenção dos motores de indução (MI), máquina elétrica responsável pelo consumo de mais de 50% da energia elétrica disponível para os processos industriais. Na busca de uma relação entre eficiência energética e as técnicas preditivas, cabe ressaltar a contribuição do trabalho quanto ao lançamento de uma abordagem simplista, em relação à grandeza chamada Condutância Trifásica (Gabc). O valor de Gabc é determinado e comparado com um valor de referência e tem um alto potencial de identificação das alterações de características de funcionamento do MI. A abrangência da técnica de análise da potência elétrica total, por meio também dos efeitos em Gabc, foram testados com a proposição de um sistema de detecção de defeitos em motores de indução utilizando a Lógica Fuzzy (LF). A partir das regras de inferência ou base de conhecimento, é possível a melhoria contínua no processo global de monitoramento de condição de funcionamento do MI. O Sistema de Diagnóstico de Defeitos Fuzzy (DDF) proposto foi testado por meio da inserção de perturbações de origem elétrica, térmica e mecânica. Os resultados obtidos com a utilização do DDF para as perturbações inseridas neste trabalho foram considerados adequados para o monitoramento da condição de funcionamento do MI. O grande desafio da sociedade contemporânea na busca da sustentabilidade dos processos de industrialização será o equacionamento ideal entre desenvolvimento industrial, consumo energético e conservação ambiental. Atualmente existe uma grande preocupação com a redução dos custos de produção e aumento de produtividade no setor industrial e, visando atender esta nova tendência, muitas empresas têm buscado aumentar a confiabilidade de seu processo produtivo por meio de novas técnicas de manutenção. Diante da necessidade de melhoria da eficiência dos processos produtivos é urgente a necessidade de aliar conceitos de avaliação de eficiência energética aos de aplicação de técnicas preditivas de manutenção dos motores de indução (MI), máquina elétrica responsável pelo consumo de mais de 50% da energia elétrica disponível para os processos industriais. Na busca de uma relação entre eficiência energética e as técnicas preditivas, cabe ressaltar a contribuição do trabalho quanto ao lançamento de uma abordagem simplista, em relação à grandeza chamada Condutância Trifásica (Gabc). O valor de Gabc é determinado e comparado com um valor de referência e tem um alto potencial de identificação das alterações de características de funcionamento do MI. A abrangência da técnica de análise da potência elétrica total, por meio também dos efeitos em Gabc, foram testados com a proposição de um sistema de detecção de defeitos em motores de indução utilizando a Lógica Fuzzy (LF). A partir das regras de inferência ou base de conhecimento, é possível a melhoria contínua no processo global de monitoramento de condição de funcionamento do MI. O Sistema de Diagnóstico de Defeitos Fuzzy (DDF) proposto foi testado por meio da inserção de perturbações de origem elétrica, térmica e mecânica. Os resultados obtidos com a utilização do DDF para as perturbações inseridas neste trabalho foram considerados adequados para o monitoramento da condição de funcionamento do MI. / Abstract: The biggest challenge of the contemporary society in its sustainability search for industrialization process will be the ideal balance among industrial development, energy consumption, and environment preservation. Today there has been a great concern to reduce the production costs along with the increase of productivity in the industrial sector; seeking to meet this new trend, several companies have looked for increase the reliability of the production process by means of new maintenance techniques. Due to the need of better efficiency of the production processes, the need of combining concepts of energy efficiency evaluation with maintenance predictive techniques of induction motors (IM) - electrical machine responsible for consuming above 50% of electrical energy available for industrial processes - is urgent. In a search for a relation between energetic efficiency and predictive techniques, it is emphasized the contribution of this work by defining a simple approach in relation to a quantity called Three-phase Conductance (Gabc). The Gabc's value is determined and compared with a reference value and has a high potential for the identification of changes in the operating characteristics of MI. The scope of the technique of total electric power analysis, also by means of Gabc's effects, was tested by proposing a defect detection system in induction motors using Fuzzy Logic (FL). From inference rules or knowledge basis, it is possible to continuous global process improvement of monitoring the working conditions of IM. The proposed Fuzzy-based defect diagnosis system (FDD) was tested by means of inserting electrical, thermal, and mechanic perturbations. The results obtained using the FDD for the disturbances used in this work were considered suitable for monitoring the operating condition of MI.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:42:21Z : No. of bitstreams: 1 143906.pdf: 14718244 bytes, checksum: b7808deeb61921e4412b4138e92837eb (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258148.pdf: 3827003 bytes, checksum: be410cb703d11a70dde06764f7c3879b (MD5) / Este trabalho consiste na análise da corrente de partida do motor de indução para a detecção de falhas nas barras do rotor. Esta análise difere da grande maioria dos métodos atualmente empregados, pois a máquina não precisa operar nas condições nominais de carga. Com isso, algumas desvantagens relativas às metodologias largamente utilizadas, como escorregamento inconstante e baixa relação sinal/ruído são eliminadas. A metodologia consiste em extrair o sinal fundamental da corrente de partida e analisar o restante do sinal utilizando a transformada wavelet. Foram utilizados três motores de indução com polaridades diferentes para a avaliação da metodologia proposta. Os resultados mostraram que é possível detectar falhas nas barras do rotor. Pode-se observar que o sinal decomposto pela transformada wavelet apresenta variações significativas na presença de falhas em pelo menos uma barra do rotor. A necessidade de se variar os parâmetros de convergência do sistema de extração da fundamental bem como a localização variável das falhas na decomposição wavelet ainda impede a aplicação da metodologia proposta em larga escala.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263133.pdf: 2859011 bytes, checksum: 4a315dffeaf2e20dc875d98a44425459 (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo de um método alternativo de carga equivalente para determinação da elevação de temperatura em motor de indução chamado "forward short circuit". O estudo apresenta a fundamentação teórica do ensaio, o procedimento para realizar o ensaio, as características das máquinas utilizadas no ensaio e o cálculo da elevação de temperatura. É realizado um estudo sobre o comportamento das perdas do motor durante o ensaio de "forward short circuit", principalmente as perdas do rotor. Com o estudo das perdas do rotor são apresentados fatores que influenciam no aumento da temperatura do rotor causado pelo aumento do escorregamento. Alguns parâmetros do circuito equivalente do motor de indução são determinados a partir de dados do ensaio. São apresentados modelos de estrutura de laboratório para a execução do ensaio de temperatura pelo método "forward short circuit". Também é avaliada a eficácia do método "forward short circuit" para determinação da elevação de temperatura em motores de indução comparando com o método dinamométrico. São apresentados resultados de ensaios em diversos motores que foram submetidos ao método "forward short circuit" e dinamométrico. Os motores utilizados nos experimentos são divididos em duas categorias: motor de indução com rotor de gaiola e motor de indução com rotor bobinado.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:09:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:33:12Z : No. of bitstreams: 1 139848.pdf: 39538959 bytes, checksum: 23fc6c2cf10b641cb096441c4b6346ae (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-19T05:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:12:25Z : No. of bitstreams: 1 179112.pdf: 10507661 bytes, checksum: 774b770fed598ca66bfea4c95a543821 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de uma metodologia original para o cálculo das correntes inter-barras em motores de indução de gaiola. A técnica apresentada é baseada no Método de Elementos Finitos em duas dimensões (Lógica EFCAD-com Movimento desenvolvida no GRUCAD/LEEI) e utiliza o Modelo Multi-Fatiado para representar a inclinação das ranhuras do rotor. Resistências transversais (inter-barras) são inseridas no circuito rotórico e a Teoria de Circuitos (Método das Correntes Independentes) é adotada para acoplar as equações de campo às equações do circuito rotórico. A metodologia é aplicada no estudo de dois motores de indução de gaiola comerciais de alta potência. Os resultados obtidos mostram que para motores com problemas de isolação das barras do rotor a inclinação é a causa principal para a circulação de correntes inter-barras. Com a inclinação e baixo valor de resistência transversal estas correntes tendem a valores elevados podendo danificar o rotor e gerar perdas Joule adicionais que comprometem o rendimento do motor. A técnica desenvolvida mostrou-se eficaz para o estudo das perdas inter-barras que representam uma importante componente das perdas adicionais em carga dos motores de indução de gaiola