Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Estrutural, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Orientador : Yaro Burian Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T08:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RuppertFilho_Ernesto_M.pdf: 1937414 bytes, checksum: 4ee8763f9fc86a6af1ed491ba591ebda (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: Dadas as dificuldades apresentadas pelos modelos matemáticos mais comuns de motor de indução desenvolveu-se, a partir das transformações de Park, Blondel e Kron, um modelo adequado para simulação de motor de indução de rotor enrolado quando submetido a chaveamento das correntes de rotor. O presente trabalho procurou, didaticamente, na medida do possível, desenvolver alguns modelos de motor em questao, modificando-os gradati vamente, ate chegar ao seu objetivo final / Mestrado / Mestre em Ciências

Orientadores : Jaime Szajner, Marcio Luiz de Andrade Netto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T08:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bim_Edson_D.pdf: 3746600 bytes, checksum: 7dda5b35492fbbefa9a0456cafcb185a (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: A partir de um sistema elétrico convencional de distribuição a três fios, composto de duas fases e neutro, obtém-se duas tensões desequilibradas, deslocadas de 90 graus no tempo. o objetivo desta pesquisa é usar esta característica no projeto de um motor de indução bifásico específico. Esta tese apresenta urna implementação de um novo motor de indução bifásico alimentado por estas duas tensões desequilibradas. o motor de indução bif ásico proposto tem dois enrolamentos de estator assimétricos (um enrolamento de fases e um enrolamento de neutro), com seus eixos deslocados de 90 graus elétricos no espaço. Eles são conectados à semelhança da ligação "Scott" tal corno aquela realizada em transformadores. A tensão resultante no enrolamento de neutro é 29% da tensão aplicada ao enrolamento de fases. Corno a tensão aplicada aos terminais deste motor são bifásicas e estão em quadratura, obtém-se um fluxo resultante girante, e este fato permite eliminar a necessidade de capacitor de partida e chave centrífuga. Resultados experimentais são apresentados e mostram que o motor de indução bifásico proposto tem grandes perspectivas de aplicação industrial / Abstract: Using a conventional three-wire electrical distribution system composed of two phases and neutra I it is not difficult to obtain unbalanced twophase voltages, displaced 90 degrees in time. The aim of this research is to use this characteristic in order to design a specific two-phase induction motor. This thesis presents an implementation of a new two-phase induction motor fed by these unbalanced two-phase voltages. The proposed two-phase induction motor has two unsymmetrical stator winding (a phase winding and a neutral winding), with their axes displaced 90 electrical degrees in space. They are connected similarly to the ScoU connection used in transformers. The resultant voltage in the neutral winding is 29% of that voltage applied to the phases winding. As the voltages applied at terminaIs of this motor are two-phase in quadrature, a revolving flux is obtained, eliminating the necessity of start capacitor and a centrifugal switch. Experimental results are presented and they show that the proposed two-phase induction motor has a potential application / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Estrutural, na Faculdade de Engenharia da Universidade do porto

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T14:42:53Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-01-07T14:44:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-07T14:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - André Luiz Carneiro Franco - 2015.pdf: 2564368 bytes, checksum: 93761b2c7af9677536a7897fd4aa57f3 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-09-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This work presents an analysis and optimization metho dology for the AC machines stator windings design, based on magnetomotive force harmonic distortion study. For that, the three-phase double layer integral and fractional-slot windings are chosen. At first, magnetomotive force in conventional windings study is p erformed, comparing harmonic analysis by distortion and Fourier sp ectrum with the traditional calculation metho dology of winding factors. In relation to the metho d, the stator windings arrangement optimization using genetic algorithms is prop osed, in order to suggest alternative optimized layouts. The results are presented and discussed. / Este trabalho apresenta metodologia para análise e otimização de geometrias de enrolamentos de estator de máquinas CA, baseada no estudo da distorção harmônica associada à curva de força magnetomotriz no entreferro. Para tal, opta-se p elo estudo dos enrolamentos trifásicos de dupla camada integrais e fracionários. Primeiramente é realizado o estudo da força magnetomotriz dos enrolamentos convencionais, confrontando a análise harmônica através da distorção e espectro de Fourier com a metodologia tradicional de cálculo dos fatores de enrolamento. Definido o método, propõe-se a otimização do arranjo de enrolamentos de estator utilizando algoritmos genéticos, com o objetivo de sugerir geometrias alternativas otimizadas. Os resultados obtidos são apresentados e discutidos.

Materiais compósitos são conhecidos pela alta resistência mecânica e baixo peso, desempenho superior, resistência à corrosão e baixa densidade. A produção de um material composto possui vários processos com particularidades diferentes. O enrolamento filamentar (Filament Winding) é um processo no qual fibras de reforço contínuas são posicionadas de maneira precisa e de acordo com um padrão predeterminado para compor a forma do componente desejado. As fibras, submetidas à tração, são enroladas continuamente ao redor de um mandril que tem a forma do produto final, em geral utilizando equipamentos automáticos. No final do processo, após a cura da resina, o mandril é geralmente removido. Desta forma, é de fundamental importância que o projetista disponha de recursos computacionais adequados para o cálculo das trajetórias e sequenciamento de posicionamento das fibras. Esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de procedimentos matemáticos para cálculo de trajetórias geodésicas no processo de \"Filament Winding\" e implementá-los em um ambiente computacional em linguagem de alto nível Java, considerando-se os casos de revestimento circunferencial, helicoidal e polar. São desenvolvidos dois estudos de caso: tubos cônicos e vasos de pressão, e os resultados apresentados e discutidos, validando os procedimentos e ambiente implementado. / Composite materials are well known by the high strength and low weight, superior performance, resistance to the corrosion and low density. The production of a composite material part involves some processes with different requirements. The filament winding process is an automated process in which continuous reinforcement fibers are lay down in prescribed paths on the surface of a mandrel, which is generally removed after the cure of the resin. In such a way, it is fundamental that the designer uses computational resources for the calculation of the paths and sequence of the fibers. In this work is developed the mathematical procedures for calculation of geodesic trajectories in the Filament Winding process and implements them in a computational environment in high level language Java, considering the circumferential, helical and polar strategies. Two case studies are developed successfully: conical pipes and pressure vessels, and the results presented and discussed, validating the procedures and implemented environment.

Essa dissertação trata da modelagem física de filamentos de fibras visando adequá-las a aplicações em equipamentos de enrolamento filamentar - filament winding. No decorrer do trabalho é abordada a criação do subsistema para condução e posicionamento dos fios que compõem as bobinas - rovings. São feitas análises por elementos finitos e realizados testes de bancada com os componentes mecânicos visando validar o subsistema como parte integrante das máquinas de filament winding. É estudada a forma de impregnação dos fios, a tensão e o grau de espalhamento dos fios no decorrer da sua passagem pelo sistema, o qual é composto por um conjunto de polias, um tracionador e um enrolador desses fios. / This dissertation deals with the use of fiber reinforcements, in order to improve its appliance in filament winding machines. Throughout this work it is created a mechanism system to remodel the fiber filaments from rovings to the part that is been produced. Finite element analyses and experimental tests are performed to validate the system as part of the filament winding machines. Its is studied the impregnation characteristics, the tensioning and the spreading of the fibers along the designed system, which is composed by a set of pulleys and tensioners. The system is built and satisfactory results are obtained. The results obtained as well as proposals to improve the system are presented and the results discussed.

Na busca de materiais de baixa densidade, alta resistência e baixo custo, o processo de Filament Winding, ou Enrolamento Filamentar, surge como uma das opções de processo automatizado para a fabricação de componentes em materiais compósitos reforçados por fibras (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Tendo uma ampla aplicação estrutural, o tipo de fibra, o tipo de matriz, a orientação das fibras, as camadas de reforço, o mandril a ser utilizado e a otimização da trajetória de deposição das fibras são características essenciais para obtenção de uma peça com as características desejadas no processo. Dentre as necessidades para a utilização deste processo, exerce um papel de destacada influência a geração dos dados da trajetória de deposição da fibra, bem como a geração dos dados operacionais do processo. Este trabalho tem por objetivos desenvolver um programa para a geração destes dados, bem como os dispositivos necessários para a execução do processo de Filament Winding em torno CNC comercial. Os dados das trajetórias são gerados de modo integrado ao sistema CAD, representados por meio dos ângulos das trajetórias, e são alimentados em um programa computacional desenvolvido para este fim, que gera o código CN para a fabricação da peça no equipamento. Para a execução deste código na máquina CNC, foram desenvolvidos sistema de fixação do mandril e alimentador da fibra (incluindo tensionador) que possibilitam a execução do processo neste tipo de equipamento. Todo o sistema desenvolvido foi implementado e utilizado para a confecção de tubos com diferentes trajetórias de preenchimento, validando o sistema computacional e o processo desenvolvido. / In the search of low density, high strength and low cost materials, Filament Winding seems to be an option of automated process to manufacture components in Composite Materials Reinforced by Fibers (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Due to its large application in structural engineering, aspects such as fibers, matrices, fiber paths and laminate sequence are essential characteristics to obtain the desired final part. Among the requirements to use the Filament Winding Process, the definition of the fiber paths as well as the laminate sequence play fundamental roles in order to achieve the optimum structural performance of the composite part. This work aims to develop the necessary program to generate this data and devices required for the implementation of Filament Winding process in a commercial CNC machine tool. The data of the trajectories are generated in the CAD system, represented by the angles of the trajectories, and are fed in a computer program developed for this purpose, which generates the NC code for the manufacture of the part in the machine. In order to carried out this code in the CNC machine there were developed mandrel fixation system and fiber feeder (including tensioner were deverloped) that enable to wind the part in this type of equipment. The system developed has been implemented and used for the manufacture of tube parts with different fiber paths, validating the integrated system and the process developed.

Na busca de materiais de baixa densidade, alta resistência e baixo custo, o processo de Filament Winding, ou Enrolamento Filamentar, surge como uma das opções de processo automatizado para a fabricação de componentes em materiais compósitos reforçados por fibras (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Tendo uma ampla aplicação estrutural, o tipo de fibra, o tipo de matriz, a orientação das fibras, as camadas de reforço, o mandril a ser utilizado e a otimização da trajetória de deposição das fibras são características essenciais para obtenção de uma peça com as características desejadas no processo. Dentre as necessidades para a utilização deste processo, exerce um papel de destacada influência a geração dos dados da trajetória de deposição da fibra, bem como a geração dos dados operacionais do processo. Este trabalho tem por objetivos desenvolver um programa para a geração destes dados, bem como os dispositivos necessários para a execução do processo de Filament Winding em torno CNC comercial. Os dados das trajetórias são gerados de modo integrado ao sistema CAD, representados por meio dos ângulos das trajetórias, e são alimentados em um programa computacional desenvolvido para este fim, que gera o código CN para a fabricação da peça no equipamento. Para a execução deste código na máquina CNC, foram desenvolvidos sistema de fixação do mandril e alimentador da fibra (incluindo tensionador) que possibilitam a execução do processo neste tipo de equipamento. Todo o sistema desenvolvido foi implementado e utilizado para a confecção de tubos com diferentes trajetórias de preenchimento, validando o sistema computacional e o processo desenvolvido. / In the search of low density, high strength and low cost materials, Filament Winding seems to be an option of automated process to manufacture components in Composite Materials Reinforced by Fibers (FRP – Fiber Reinforced Polymers). Due to its large application in structural engineering, aspects such as fibers, matrices, fiber paths and laminate sequence are essential characteristics to obtain the desired final part. Among the requirements to use the Filament Winding Process, the definition of the fiber paths as well as the laminate sequence play fundamental roles in order to achieve the optimum structural performance of the composite part. This work aims to develop the necessary program to generate this data and devices required for the implementation of Filament Winding process in a commercial CNC machine tool. The data of the trajectories are generated in the CAD system, represented by the angles of the trajectories, and are fed in a computer program developed for this purpose, which generates the NC code for the manufacture of the part in the machine. In order to carried out this code in the CNC machine there were developed mandrel fixation system and fiber feeder (including tensioner were deverloped) that enable to wind the part in this type of equipment. The system developed has been implemented and used for the manufacture of tube parts with different fiber paths, validating the integrated system and the process developed.