Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5376_1.pdf: 4521964 bytes, checksum: 5a183fb09e215a7f26a41bbec44d5141 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Companhia Hidro Elétrica do São Francisco / Esta dissertação propõe um modelo para a estimação de perdas em estruturas magnéticas que operam sob regime de intensa indução magnética, tais como se verifica no reator com saturação natural. A metodologia utilizada para elaboração desse modelo fundamenta-se na clássica separação das perdas em parcelas devidas a histerese e as correntes de Foucault, acrescidas de uma componente adicional, denominada de perdas em excesso, de recente identificação e quantificação em laboratórios de pesquisas. Essas diferentes parcelas das perdas são, então, descritas por funções exponenciais numericamente ajustadas para proporcionar o menor erro possível, a partir dos dados levantados em laboratório para amostras do material magnético empregado na estrutura sob exame. Tais curvas, corrigidas para a forma de onda da indução presente em cada parte da estrutura, facultarão, finalmente, o cálculo das perdas procuradas. Para verificar a validade e a precisão oferecida por esse procedimento, o mesmo foi aplicado para a estimativa das perdas em um protótipo de um reator de saturação natural com enrolamentos ligados em série e dispondo de nove núcleos, especialmente construído com essa finalidade. Um confronto entre as perdas medidas e aquelas estimadas mostra a conformidade da metodologia ora proposta

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:27:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 292638.pdf: 3160446 bytes, checksum: 9eb1d3405b4e50acd60975546390fa85 (MD5) / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma bancada experimental para ensaios de estatores montados sob campos rotacionais. A bancada trabalha associada a um dispositivo eletromagnético, desenvolvido pelo GRUCAD em conjunto com a empresa EMBRACO, chamado por core tester, onde os estatores são acoplados. São realizados testes em amostras de três tipos diferentes de aços, levantando-se principalmente seus valores de perdas magnéticas. Outras maneiras de avaliação de desempenho eletromagnético dos três aços são realizadas. Os aços são comparados entre si em três métodos experimentais de testes: bancada desenvolvida, através do quadro de Epstein e através de um método chamado por ring coil. Ensaios dos estatores em motores com o dinamômetro também são apresentados, estabelecendo-se um valor de referência de desempenho para cada material estudado. Outras possibilidades de utilização da bancada experimental são apresentadas, como o seu uso na detecção de defeitos de fabricação em pacotes de estatores montados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238726.pdf: 5270963 bytes, checksum: 528bc49cd42c486e32241087dfe5225e (MD5) / A tese aborda o desenvolvimento e a implementação de uma bancada para ensaios de materiais ferromagnéticos baseada no teste rotacional de chapa única (RSST). A bancada RSST é composta de um quadro magnético, inversores de freqüência, malhas de controle, sensores de campo e de indução magnética, amplificadores de sinais, e, ainda, placas de geração e aquisição de sinais baseadas em computadores pessoais. Uma nova técnica é empregada nesta aplicação na qual os inversores de tensão são comandados por malhas de controle realimentado do tipo modo deslizante. As principais vantagens desta técnica são: capacidade de operação dos inversores em uma ampla faixa de freqüências e amplitudes da tensão de saída; não necessitar de prévio conhecimento do comportamento do material a ser caracterizado e controlar a forma de onda do fluxo magnético na amostra em teste, desde baixas induções até próximo à saturação do material, com baixa distorção harmônica em sinais senoidais. Além disso, a bancada pode aplicar também formas de ondas arbitrárias de indução magnética na amostra. A influência que a blindagem exerce nas medições de campo magnético no dispositivo e as técnicas de medição de indução são analisadas por meio de resultados experimentais e simulações numéricas em 3D.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258989.pdf: 2400345 bytes, checksum: c276b35a67f9f1c74391e097e3a20c84 (MD5) / Este trabalho aborda o estudo de transformadores e indutores planares bem como apresenta o desenvolvimento de uma metodologia para projeto destes elementos magnéticos, os quais são utilizados em fontes de alimentação que operam em comutação sob freqüência elevada (de 50 kHz a 100 kHz). O estudo engloba desde os materiais utilizados na confecção de um elemento magnético até seu projeto e otimização. É realizada uma análise dos efeitos devidos à operação em alta freqüência. Entre estes efeitos, destacam-se as perdas no núcleo e nos enrolamentos, as indutâncias de dispersão e a capacitância entre enrolamentos. Para análise das perdas no núcleo e nos enrolamentos, foi desenvolvida uma bancada experimental, composta por um circuito inversor em ponte completa e um instrumento virtual, que permite fazer uma série de medidas e traçar gráficos do comportamento das perdas com variação de diversos parâmetros. A partir dos valores adquiridos, foi possível obter modelos para as perdas magnéticas, incluindo o valor dos seus parâmetros. Com estes modelos e com a utilização de ferramentas de otimização, foi estabelecida uma relação entre a indução magnética e a densidade de corrente que possibilita o funcionamento do transformador ou do indutor com perdas magnéticas mínimas. Para auxiliar no desenvolvimento dos projetos, foi desenvolvido um programa computacional, no qual foram inseridos os modelos analíticos e os valores dos parâmetros correspondentes, obtidos no decorrer do trabalho. Vários indutores e transformadores foram projetados, montados e avaliados, mostrando através dos resultados o bom funcionamento da metodologia proposta. This work concerns the study of planar transformers and inductors as well as presents the development of a methodology for designing these magnetic elements, which are used in power supplies operating at high frequencies (from 50 kHz to 100 kHz). The study includes the materials used in the manufacture of a magnetic element, the design and its optimization. It was made an analysis of the effects due to operation at high frequencies. Among these effects, there are the core and winding losses, the leakage inductance and inter-winding capacitance. For the analysis of core and winding losses, it has been developed a workbench consisting of a full bridge inverter and a virtual instrument, which allows making a series of measures and drawing graphs of the behavior of losses with different parameters. From the obtained values, it was possible to construct models for the magnetic losses, including their parameter values. With these models and the use of optimization tools, it was established a relationship between the magnetic induction and current density that allows operation with minimum losses. In order to assist in the development of projects, a computer program has been developed, which includes the analytical models and the corresponding parameter values, obtained in the course of this work. Several inductors and transformers were designed, assembled and evaluated, and the obtained results show the validity of the proposed methodology.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221434.pdf: 1510065 bytes, checksum: 38c2434ea5c99b6e824104369ee199d7 (MD5) / O presente trabalho aborda o assunto das perdas magnéticas que ocorrem por ocasião de contatos elétricos entre lâminas de um núcleo magnético, denominada de perda magnética interlaminar. Foram estudados possíveis fatores que causam a formação deste tipo de perdas, como rebarbas, parafusos de fixação, falhas no revestimento das lâminas, e o que possa proporcionar contatos elétricos entre as lâminas. É realizado um estudo de estatores montados com lâminas com e sem revestimento e acrescentando isolante entre as lâminas. Um procedimento de avaliação e determinação de perdas interlaminares em estatores montados é proposto, de forma que cada fator causador das perdas interlaminares possa ser estudado separadamente, identificando sua contribuição no fenômeno. A influência de caminhos alternativos para correntes induzidas em pacotes montados é abordada de forma experimental por meio de protótipos, e de forma matemática através de um modelo numérico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T04:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203232.pdf: 1596132 bytes, checksum: ed7e4c5ae39d6ea86d021b710e6bfa84 (MD5) / Neste trabalho, apresenta-se uma análise de procedimentos de medida de perdas magnéticas em lâminas de aço ao silício. Comparam-se várias metodologias para medição da perda magnética e da permeabilidade magnética. Esta pesquisa considera apenas a categoria de aços de grão não orientado. Comparam-se os procedimentos de ensaio e medição apresentados pelas normas brasileira NBR 5161, americana ASTM A343, japonesa JIS C2550 e pela norma da comissão eletrotécnica internacional IEC 404-2. Foi desenvolvida uma estratégia de separação das perdas magnéticas em três componentes: perda por histerese; por correntes de Foucault e perda excedente. Esta estratégia, denominada de eliminação do ensaio da perda por histerese, não requer equipamentos que permitam realizar o ensaio em freqüências muito baixas, onde se podem desprezar as perdas dinâmicas. Nesta estratégia são necessários dois ensaios: da perda total, com variação da indução magnética, mantendo a freqüência fixa e da perda total, com variação da freqüência, mantendo a indução magnética constante.

Este trabalho analisa o efeito da descarbonetação nas perdas magnéticas de aços elétricos semiprocessados, após recozimento final, descarbonetante e/ou não-descarbonetante. Neste trabalho foi utilizado um aço de baixo carbono (600ppm de C) encruado a 4-6% de deformação, tipo COSCORE 55O. Foi notado que o recozimento descarbonetante reduz rapidamente (poucos minutos de tratamento térmico) o teor de carbono do aço a níveis baixos (abaixo de 100ppm de C), reduzindo também as Perdas magnéticas totais (abaixo de 10W/Kg). Verifica-se que recozimentos de 20 e 40 minutos são tempos suficientes para produzir aços com baixas Perdas e baixo teor de C. É mostrado também que recozimento descarbonetante influencia na recristalização de aços carbono encruado. Verificou-se que, durante recozimento descarbonetante, o espaçamento entre as lâminas influenciou a microestrutura e as perdas magnéticas do material. A análise de Textura cristalográfica do material revela que quanto maior o nível de umidade do ensaio, maior a redução da intensidade de fibra Gama, (111)//DN, e aumento da intensidade de textura cristalográfica Goss, ou seja, grãos com orientação cristalográfica, (110)// de grande intensidade é obtido. / This work analyzes the effects of decarburizing annealing on the magnetic, microstructure and texture properties of semiprocessed electrical steels after annealing. A rolles low-carbon electrical steel (0,06%wt/wt Carbon) sheet was used in the experiments. It was verified that decarburizing annealings decrease quickly carbon content (after few minutes of thermal treatment) to levels lower than 100ppm, and after annealing the magnetic losses fastly decreases until below 10W/Kg. It was seen that decarburizing annealings for 20 and 40 minutes are enough to produce low magnetic losses and low carbon content steels. The annealings resulted in low magnetic losses steels whenever microstructure recrystallization has occurred, associated with decarburization. It was noticed that, during decarburizing annealing, the spacing between sheets affected the microstructure and magnetic losses of the material. Crystallographic texture analysis of material reveals that the bigger the annealing humidity, Gama fiber, (111)//DN, decreases and Goss texture, (110)//, increases.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T20:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260943.pdf: 3207372 bytes, checksum: d1fe6984348c781c76ca190b5b042044 (MD5) / A tese aborda o estudo analítico e experimental do comportamento e da evolução das perdas magnéticas, principalmente as perdas por histerese quando o núcleo de aços para fins elétricos é submetido a regimes de tensão sinusoidal e não-sinusoidal (tensões arbitrárias). Foi realizado um estudo e análise de erros no cálculo de perdas por histerese para forma de onda de indução não-sinusoidal quando as perdas são calculadas pelos modelos de Steinmetz clássico e pelo método por decomposição da indução magnética em séries de Fourier, sendo baseado no modelo de Steinmetz. Como as condições de excitação por conversores estáticos são diversificadas, nos motores e transformadores sob regime de tensão PWM (Pulse Width Modulation) o fluxo é distorcido e pode estar presente nível contínuo de indução no núcleo (DC), acarretando um aumento das perdas energéticas. As perdas energéticas dependem diretamente da taxa de variação da indução magnética dB(t)/dt. Observou-se nos resultados experimentais em baixa freqüência (1Hz) que laços de histerese principais podem ser obtidos com tensão arbitrária ou tensão puramente sinusoidal. Constatou-se que com o aumento do tamanho do grão, a forma de onda de indução influencia mais nas perdas magnéticas, principalmente para induções mais elevadas. A principal contribuição é a proposição de um novo modelo analítico, simples e de fácil utilização para avaliação das perdas no ferro quando este é submetido a regimes alternantes no tempo contendo uma componente de indução DC ou quando há formação de laços menores no interior do laço de histerese principal. Para o encontro dos parâmetros do novo modelo proposto, necessita-se apenas a realização do ensaio tradicional sob um regime puramente sinusoidal (a partir das perdas calculadas pelo modelo de Steinmetz clássico). Para a validação do novo modelo, foi necessário desenvolver uma metodologia experimental original para estudar e analisar o comportamento das perdas magnéticas produzidas pela componente contínua. Esta metodologia experimental foi implementada utilizando instrumentos virtuais em ambiente LabVIEW e validada para vários materiais para fins elétricos.

Este trabalho analisa o efeito da descarbonetação nas perdas magnéticas de aços elétricos semiprocessados, após recozimento final, descarbonetante e/ou não-descarbonetante. Neste trabalho foi utilizado um aço de baixo carbono (600ppm de C) encruado a 4-6% de deformação, tipo COSCORE 55O. Foi notado que o recozimento descarbonetante reduz rapidamente (poucos minutos de tratamento térmico) o teor de carbono do aço a níveis baixos (abaixo de 100ppm de C), reduzindo também as Perdas magnéticas totais (abaixo de 10W/Kg). Verifica-se que recozimentos de 20 e 40 minutos são tempos suficientes para produzir aços com baixas Perdas e baixo teor de C. É mostrado também que recozimento descarbonetante influencia na recristalização de aços carbono encruado. Verificou-se que, durante recozimento descarbonetante, o espaçamento entre as lâminas influenciou a microestrutura e as perdas magnéticas do material. A análise de Textura cristalográfica do material revela que quanto maior o nível de umidade do ensaio, maior a redução da intensidade de fibra Gama, (111)//DN, e aumento da intensidade de textura cristalográfica Goss, ou seja, grãos com orientação cristalográfica, (110)// de grande intensidade é obtido. / This work analyzes the effects of decarburizing annealing on the magnetic, microstructure and texture properties of semiprocessed electrical steels after annealing. A rolles low-carbon electrical steel (0,06%wt/wt Carbon) sheet was used in the experiments. It was verified that decarburizing annealings decrease quickly carbon content (after few minutes of thermal treatment) to levels lower than 100ppm, and after annealing the magnetic losses fastly decreases until below 10W/Kg. It was seen that decarburizing annealings for 20 and 40 minutes are enough to produce low magnetic losses and low carbon content steels. The annealings resulted in low magnetic losses steels whenever microstructure recrystallization has occurred, associated with decarburization. It was noticed that, during decarburizing annealing, the spacing between sheets affected the microstructure and magnetic losses of the material. Crystallographic texture analysis of material reveals that the bigger the annealing humidity, Gama fiber, (111)//DN, decreases and Goss texture, (110)//, increases.

Este trabalho visa discutir o efeito do tratamento térmico de recuperação nas propriedades magnéticas e mecânicas de aços elétricos, correlacionando variações em suas propriedades, com modificações em sua estrutura de deformação e na formação de subgrãos. O trabalho utilizou duas chapas laminadas de aço elétrico com 0,7% de silício, as chapas foram laminadas a frio com 5% e 10% de redução respectivamente. A partir dessas chapas foram realizados tratamentos térmicos a 300, 400, 500, 600 e 700°C para observar variações em suas propriedades. Para as medidas magnéticas, foram realizados ensaios em quadro de Epstein em esquema quase-estático e para ensaio em frequência. Os ensaios em frequência foram realizados para 25, 50, 60, 75, 100, 125, 150 e 175Hz com induções máximas de 1 e 1,5T. Quanto aos ensaios mecânicos, foi realizado ensaios de tração para a obtenção das propriedades mecânicas analisadas. A partir dos resultados obtidos, pode observar-se que as propriedades magnéticas são mais sensíveis à recuperação do que as propriedades mecânicas, isso se deu devido ao fato de que as propriedades mecânicas dependem mais da densidade de discordâncias, enquanto as propriedades magnéticas dependem tanto da densidade de discordâncias quanto da tensão interna do material. / The presented work aims to discuss the effect of recovery annealing on the mechanical and magnetic properties of electrical steels, analyzing the effects of the change in the dislocation structure and subgrain formation on the properties measured. In this thesis it was utilized two cold rolled sheets of silicon steel possessing 0.7% silicon, the sheets were cold rolled with 5 and 10% reduction respectively. Using these sheets, annealing at 300, 400, 500, 600 and 700°C were performed, so that variations of their properties could be observed. The magnetic properties were obtained using Epstein frame. The measures used frequencies of 25, 50, 60, 75, 100,125,150 and 175Hz and maximum inductions of 1 and 1.5T. The mechanical properties were obtained from the stress-strain curves generated from the tensile test. Observing the results it was noted that the magnetic properties are more sensitive to the recovery annealing than the mechanical ones, this occurred due to the magnetic properties being depended on the dislocation density and internal stress, while the mechanical properties are dependent only on the dislocation density.