Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:24:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104000.pdf: 18035108 bytes, checksum: 2b4f8a3752b49ce9248c9bc8018153e6 (MD5) Previous issue date: 1993 / Estudo da obtenção e caracterização de ímãs Nd-Fe-B a partir de uma liga fundida de composição Nd15Fe77B8, via técnica de metalurgia do pó. A rota experimental englobou as etapas de pré-moagem, decrepitação por hidrogênio, moagem, alinhamento das partículas em campo magnético, compactação do pó, sinterização sob atmosfera controlada e magnetização final dos ímãs obtidos. A caracterização do material foi feita através de análises químicas, microestruturais e de propriedades magnéticas. Os resultados fornecidos dizem respeito a valores otimizados para teor de hidrogênio absorvido, tempo de moagem necessário, tamanho de partícula e de grão obtidos e propriedades magnéticas finais correspondentes.

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria_DanieldeFigueiredo_M.pdf: 3444109 bytes, checksum: 34912440efabb8d8fa3417e2f0c89c4f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho é apresentado o controle linear de máximo torque de um motor síncrono de ímãs permanentes interiores funcionando nas regiões de torque constante e potência constante. Na região de torque constante utiliza-se uma estratégia de controle baseada na curva de máximo torque por Ampére do motor e na região de potência constante implementa-se uma estratégia de enfraquecimento de campo que visa manter a tens~ao terminal de estator constante através do controle da reação de armadura. Para melhorar a resposta dinâmica do controle de torque na região de potência constante define-se uma faixa de velocidade intermediária, denominada região de enfraquecimento parcial, na qual estende-se o controle pela curva de máximo torque por Ampére. Resultados de simulação e experimentais são obtidos com o objetivo de avaliar os métodos de controle propostos. / Abstract: In this work is presented the linear maximum torque control of an interior permanent magnet synchronous operating in the constant torque and field weakening ranges. The constant torque control is implemented by using the maximum torque per Ampére curve of the motor. The terminal stator voltage remains constant along the field weakening range due to the armature reaction control. In order to obtain a better dynamic response, the maximum torque per Ampére control is extended up to the field weakening range, in an intermediate region, called partial field weakening region. Experimental and simulation results are presented in order to validate the proposed torque control methods. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

O presente trabalho teve como objetivo: projetar, construir e testar os imas principais do acelerador race-track microtron booster do ifusp, que tem como funcao defletir e focalizar o feixe de eletrons, permitindo a sua recirculacao. Esses imas desempenham papel fundamental quanto a qualidade do feixe obtido que, por sua vez, constitui um fator primordial para experiencias em fisica nuclear. O trabalho desenvolve a teoria do funcionamento do acelerador e os calculos analiticos que fundamentam a geometria dos imas. A ausencia da uniformidade do campo magnetico e a presenca de campos de borda inadequados comprometem o sincronismo. Utilizou-se bobinas corretoras confeccionadas na forma de circuitos impressos, que limitaram a falta de uniformidade a valores relativos de campo magnetico da ordem de \'10 POT.-5\'. Os imas possuem pecas polares auxiliares (clamps) que criam campos de borda reversos ao campo principal. Os clamps foram projetados por meio de simulacoes realizadas com os programas poisson e ptrace, de forma a se obter uma distribuicao para o campo magnetico que propicie aceleracao para uma distancia conveniente entre os imas / The present work had the purpose of designing, building and testing the bending magnets of the IFUSP race-track microtron booster that deflect and focus the electron beam and allow its recirculation. These magnets play a fundamental role in terms of the beam quality, which is important in Nuclear Physics research. This work develops the theory conceming the functioning of the accelerator and the analytical calculations that establish the geometry ofthe magnets. The lack of magnetic field uniformity and the presence of inadequate fringing fields damage the synchronism. The magnetic fields were corrected using coils made of etched printed circuit boards. This method provides uniformity of a few parts in 10 \'10 POT.-5\' . The magnets have auxiliary poles (clamps) that produce reverse fringing fields. The clamps were designed using Poisson and Ptrace programs in order to get a magnetic field distribution that allows acceleration for a convenient distance between the magnets. The beam trajectories determined by Ptrace program were confirmed with agreement of 0,1% using the floating wire technique.

Estudamos propriedades magnéticas de ligas nano cristalinas de Sm-F e-Co. As ligas foram preparadas por mecano-síntese e posterior tratamento térmico. Como resultado, obtivemos ímãs nanocristalinos de Sm18 (Fe,Co)82 , com Sm(Fe,Co)7 como fase principal. As ligas apresentaram excelentes propriedades magnéticas: remanências relativas Mn/ Ms ~ 0.6 e coercividades na faixa 5-20 kOe, dependendo do teor de Fe nos materiais. Interações magnéticas nas ligas foram estudadas com base nos gráficos ele Henkel. Interpretamos, nestes gráficos, de maneira consistente a influência elas interações e dos estados desmagnetizados. / We studied the magnetic properties of nanocrystalline Sm-Fe-Co alloys. These alloys were prepared by mechanical alloying and subsequent annealing. We obtained nanocrystalline rnagnets of composition Sm18 (Fe, Co )82 , for which the main hard magnetic phase is Sm(Fe, Co)82. The alloys showed excellent magnetic properties: relative remanence Mn/ Ms :2; 0.6 and coercive fields ranging from 5 to 20 k0e, depending upon the amount of Fe present. Henkel plots were used in order to study magnetic interactions in these alloys. The influence of the interactions and the demagnetized state on the Henkel plots was also studied.

O processo tradicional de fabricação de ímãs de terras raras – TR – é a metalurgia do pó convencional. Este processo inclui etapas de preparação da liga, moagem, compactação sob campo e sinterização. Atualmente, ímãs obtidos pelo processo de injeção tem como resultado os ímãs conhecidos como bonded, que são compósitos de resina e ligas magnéticas. O processo de obtenção proposto neste trabalho é a moldagem de pós por injeção – MPI, o que implica novos desafios uma vez que ligas de terras raras são altamente reativas. A obtenção de ímãs de Nd-Fe-B por esse processo fornece a oportunidade de diversificar ainda mais os setores, potencialmente lucrativos, que trabalham com materiais magnéticos. As dificuldades desse processo foram encontradas em cada etapa, desde a mistura da liga com os polímeros à eliminação destes polímeros depois de as peças serem injetadas, essa etapa se tornou crítica dado que está diretamente relacionada às propriedades finais do material. Assim, propuseram-se novos ciclos de extração dos polímeros com solventes orgânicos e degradação térmica. Além disso, modelou-se ferramental para o processo de injeção, uma vez que o material deve ser orientado magneticamente durante a injeção. Finalmente usou-se o MAXWELL 14® (software para análises por elementos finitos para resolução em 3D) para incluir propriedades no banco de dados do software e assim predizer o comportamento do material quando aplicado nas máquinas elétricas de núcleos com de formato complexo. / The typical magnets production process of Rare Earths – RE is the conventional powder metallurgy. This process includes preparation stages of alloys, grind, pressing under field and sintering. Nowadays, magnet obtained by the injection process has as result the magnets known as bonded, that is a resin composite and magnetic alloys. The proposed process to obtainment, in this work, is the Metal Injection Molding- MIM, what involve new challenges once alloys of RE are highly reactive. The magnets obtainment of ND-Fe-B for this process supplies even opportunity of diversifying the sectors, potentially lucrative, that work with magnetic materials. The difficulties of this process were found in each stage, since the alloy mixture with the polymers to the elimination of these polymers after the pieces are injected, this stage became criticizes given it is directly related to final properties of the material. This way if it propose to polymers extraction new cycles with organic solvents and thermal degradation. Moreover, it modeled die for the injection process, once the material should be guided magnetically during the injection. It finally used MAXWELL 14 ® (Software for analyses by finite elements for resolution in 3D) to include properties on the bench of data of the software and thus predict the material behavior when applied in cores of electrical machines with complex shape.

O processo tradicional de fabricação de ímãs de terras raras – TR – é a metalurgia do pó convencional. Este processo inclui etapas de preparação da liga, moagem, compactação sob campo e sinterização. Atualmente, ímãs obtidos pelo processo de injeção tem como resultado os ímãs conhecidos como bonded, que são compósitos de resina e ligas magnéticas. O processo de obtenção proposto neste trabalho é a moldagem de pós por injeção – MPI, o que implica novos desafios uma vez que ligas de terras raras são altamente reativas. A obtenção de ímãs de Nd-Fe-B por esse processo fornece a oportunidade de diversificar ainda mais os setores, potencialmente lucrativos, que trabalham com materiais magnéticos. As dificuldades desse processo foram encontradas em cada etapa, desde a mistura da liga com os polímeros à eliminação destes polímeros depois de as peças serem injetadas, essa etapa se tornou crítica dado que está diretamente relacionada às propriedades finais do material. Assim, propuseram-se novos ciclos de extração dos polímeros com solventes orgânicos e degradação térmica. Além disso, modelou-se ferramental para o processo de injeção, uma vez que o material deve ser orientado magneticamente durante a injeção. Finalmente usou-se o MAXWELL 14® (software para análises por elementos finitos para resolução em 3D) para incluir propriedades no banco de dados do software e assim predizer o comportamento do material quando aplicado nas máquinas elétricas de núcleos com de formato complexo. / The typical magnets production process of Rare Earths – RE is the conventional powder metallurgy. This process includes preparation stages of alloys, grind, pressing under field and sintering. Nowadays, magnet obtained by the injection process has as result the magnets known as bonded, that is a resin composite and magnetic alloys. The proposed process to obtainment, in this work, is the Metal Injection Molding- MIM, what involve new challenges once alloys of RE are highly reactive. The magnets obtainment of ND-Fe-B for this process supplies even opportunity of diversifying the sectors, potentially lucrative, that work with magnetic materials. The difficulties of this process were found in each stage, since the alloy mixture with the polymers to the elimination of these polymers after the pieces are injected, this stage became criticizes given it is directly related to final properties of the material. This way if it propose to polymers extraction new cycles with organic solvents and thermal degradation. Moreover, it modeled die for the injection process, once the material should be guided magnetically during the injection. It finally used MAXWELL 14 ® (Software for analyses by finite elements for resolution in 3D) to include properties on the bench of data of the software and thus predict the material behavior when applied in cores of electrical machines with complex shape.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-09-12T14:59:03Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6611064 bytes, checksum: 227009006d1b549d0d1127f1094bb17d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:59:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6611064 bytes, checksum: 227009006d1b549d0d1127f1094bb17d (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / This work aimed to develop a torque transducer in rotating shafts through a new approach, using neodymium magnets and Hall effect sensor. Measuring and controlling the torque in rotating systems is essential to prevent disruptions, damage, wear and other kinds of damage that the machine may suffer due to overexertion in particular axis. However, make this measurement in full operation of the machine / system is not a simple task, mainly because of the needing of extract information under rotating shaft. Currently they are used measurements with elements attached to the shaft that require electrical power and also transmit data, either through slip rings, transformers or telemetry systems. Thus, this work proposes the use of magnets coupled to the shaft and a magnetic field measuring system with hall effect sensors. The relative movement between the magnets resulting from deformation due to twisting will increase or reduce the intensity of the magnetic field. By measuring the intensity of resultant field, it is possible to determine the radial deflection of the shaft. The acquisition system has computer interface developed in Labview. Static and dynamic tests were carried out in the laboratory in order to validate the technique developed and compare the instrument developed with techniques already widespread in the industrial environment. The results showed the efficiency of the technique and point to the applications of this dynamic torque wrench by Hall effect. / O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um transdutor de torque em eixos girantes através de uma nova abordagem, usando ímãs de neodímio e sensor de efeito Hall. Medir e controlar o torque em sistemas rotativos é essencial, para prevenir rupturas, danos, desgastes e demais avarias que a máquina possa sofrer devido ao esforço excessivo em determinado eixo. Contudo, realizar essa medição em plena operação da máquina/sistema não é uma tarefa simples, devido principalmente à necessidade de se extrair informações sob eixo em rotação. Atualmente são utilizados sistemas de medição com elementos fixados ao eixo que necessitam de alimentação elétrica e também transmitir dados, seja por meio de anéis coletores, transformadores ou sistemas de telemetria. Assim, neste trabalho é proposto o uso de ímãs acoplados ao eixo e um sistema de medição de campo magnético com sensores de efeito hall. O movimento relativo entre os ímãs devido a deformação decorrente da torção, irão aumentar ou reduzir a intensidade do campo magnético. Ao medir a intensidade desse campo resultante, será possível determinar a deformação radial do eixo. O sistema de aquisição conta com interface computacional desenvolvida em Labview. Foram realizados ensaios estáticos e dinâmicos, em laboratório com o intuito de se validar a técnica desenvolvida e comparar o instrumento desenvolvido com técnicas já difundidas no ambiente industrial. Os resultados mostraram a eficiência da técnica e apontam para as aplicações deste torquímetro dinâmico por efeito Hall.

O processo tradicional de fabricação de ímãs de terras raras – TR – é a metalurgia do pó convencional. Este processo inclui etapas de preparação da liga, moagem, compactação sob campo e sinterização. Atualmente, ímãs obtidos pelo processo de injeção tem como resultado os ímãs conhecidos como bonded, que são compósitos de resina e ligas magnéticas. O processo de obtenção proposto neste trabalho é a moldagem de pós por injeção – MPI, o que implica novos desafios uma vez que ligas de terras raras são altamente reativas. A obtenção de ímãs de Nd-Fe-B por esse processo fornece a oportunidade de diversificar ainda mais os setores, potencialmente lucrativos, que trabalham com materiais magnéticos. As dificuldades desse processo foram encontradas em cada etapa, desde a mistura da liga com os polímeros à eliminação destes polímeros depois de as peças serem injetadas, essa etapa se tornou crítica dado que está diretamente relacionada às propriedades finais do material. Assim, propuseram-se novos ciclos de extração dos polímeros com solventes orgânicos e degradação térmica. Além disso, modelou-se ferramental para o processo de injeção, uma vez que o material deve ser orientado magneticamente durante a injeção. Finalmente usou-se o MAXWELL 14® (software para análises por elementos finitos para resolução em 3D) para incluir propriedades no banco de dados do software e assim predizer o comportamento do material quando aplicado nas máquinas elétricas de núcleos com de formato complexo. / The typical magnets production process of Rare Earths – RE is the conventional powder metallurgy. This process includes preparation stages of alloys, grind, pressing under field and sintering. Nowadays, magnet obtained by the injection process has as result the magnets known as bonded, that is a resin composite and magnetic alloys. The proposed process to obtainment, in this work, is the Metal Injection Molding- MIM, what involve new challenges once alloys of RE are highly reactive. The magnets obtainment of ND-Fe-B for this process supplies even opportunity of diversifying the sectors, potentially lucrative, that work with magnetic materials. The difficulties of this process were found in each stage, since the alloy mixture with the polymers to the elimination of these polymers after the pieces are injected, this stage became criticizes given it is directly related to final properties of the material. This way if it propose to polymers extraction new cycles with organic solvents and thermal degradation. Moreover, it modeled die for the injection process, once the material should be guided magnetically during the injection. It finally used MAXWELL 14 ® (Software for analyses by finite elements for resolution in 3D) to include properties on the bench of data of the software and thus predict the material behavior when applied in cores of electrical machines with complex shape.

Estudamos propriedades magnéticas de ligas nano cristalinas de Sm-F e-Co. As ligas foram preparadas por mecano-síntese e posterior tratamento térmico. Como resultado, obtivemos ímãs nanocristalinos de Sm18 (Fe,Co)82 , com Sm(Fe,Co)7 como fase principal. As ligas apresentaram excelentes propriedades magnéticas: remanências relativas Mn/ Ms ~ 0.6 e coercividades na faixa 5-20 kOe, dependendo do teor de Fe nos materiais. Interações magnéticas nas ligas foram estudadas com base nos gráficos ele Henkel. Interpretamos, nestes gráficos, de maneira consistente a influência elas interações e dos estados desmagnetizados. / We studied the magnetic properties of nanocrystalline Sm-Fe-Co alloys. These alloys were prepared by mechanical alloying and subsequent annealing. We obtained nanocrystalline rnagnets of composition Sm18 (Fe, Co )82 , for which the main hard magnetic phase is Sm(Fe, Co)82. The alloys showed excellent magnetic properties: relative remanence Mn/ Ms :2; 0.6 and coercive fields ranging from 5 to 20 k0e, depending upon the amount of Fe present. Henkel plots were used in order to study magnetic interactions in these alloys. The influence of the interactions and the demagnetized state on the Henkel plots was also studied.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELISABETH CRISTINA LEMOS SPERB.pdf: 4249399 bytes, checksum: 689cbb6a5cf388bda83e27d4de4a8e1a (MD5) Previous issue date: 2011-08-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This project presents the implementation of an experimental test bed to drive the permanent magnet synchronous motor (PMSM) using a digital signal processor. The main purpose of the project is to develop a test bed with flexible features enabling the implementation and evaluation of different motor control techniques. Initially the constructive characteristics of the PMSM are studied, as the selection of the proper materials of permanent magnets and the possibilities of physical arrangement in the rotor. Then the mathematical model is developed with the currents and voltage equation in the rotating reference frame. An analysis is made, consequently, of the vector control using the method by considering the rotor flux approach with constant torque control and the space vector pulse width modulation technique. Some techniques of sensorless control based on the motor mathematical model and artificial neural network are also presented. To demonstrate the flexibility of the bed developed, some algorithms for estimating motor position and speed, earlier simulated, were implemented with the algorithm drive system. / Neste trabalho é apresentada a implementação de uma bancada experimental para o acionamento do motor síncrono de imãs permanentes (MSIP) utilizando um processador digital de sinais. O objetivo principal do trabalho é desenvolver uma bancada com características flexíveis que permita a implementação e avaliação de técnicas de controle variadas. Inicialmente, são estudadas as características construtivas do MSIP, como o material que compõe os imãs permanentes e as possibilidades de arranjo físico no rotor. Em seguida é desenvolvido o modelo matemático com as equações de corrente e tensão no referencial girante. É analisado na seqüência, o controle vetorial, utilizando o método direto pelo fluxo de rotor considerando a abordagem com controle de torque constante, e a técnica de modulação por largura de pulso por vetor espacial. São também apresentadas algumas técnicas de controle sem sensor de posição/velocidade (sensorless) baseadas no modelo matemático do motor e em redes neurais artificiais. Algumas técnicas de controle sensorless foram simuladas e analisadas. Para comprovar a flexibilidade da bancada desenvolvida, alguns algoritmos de estimação da posição e velocidade do motor, anteriormente simulados, foram implementados juntamente com o algoritmo de acionamento.