O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de motor de indução linear tubular para aplicação na extração de petróleo. A principal função do motor é acionar diretamente uma bomba de sucção instalada no fundo de um poço em terra. São estabelecidas as diretrizes de projeto elétrico do motor, em conjunto com uma análise preliminar baseada na teoria convencional das máquinas elétricas. Propõe-se a aplicação do método das matrizes de transmissão para obter um modelo analítico mais preciso do motor de indução linear tubular. Também é apresentado o modelo obtido pela aplicação do Método dos Elementos Finitos. Os resultados dos modelos teóricos convencional e matricial são confrontados com os resultados do modelo por Elementos Finitos e de testes, mostrando boa concordância. De maneira geral, os resultados indicam que o motor tubular pode substituir com vantagens o sistema mecânico de superfície e o conjunto de hastes utilizados na extração de petróleo. / This report presents the development of a tubular linear induction motor for oil well applications. The aim of the motor is to directly drive an on-shore downhole piston pump with no rods. Guidance to the electric and magnetic design of the motor is established. Two forms of analysis are proposed: the rotating electrical machines (conventional) based and the transmission matrix based. A model using the Finite Element Method is also described. Conventional and matricial solutions are compared to the Finite Element and tests results, showing good agreement. In a general sense, the work results show that the tubular motor may substitute the mechanical surface system and the rod string with advantage.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um protótipo de motor de indução linear tubular para aplicação na extração de petróleo. A principal função do motor é acionar diretamente uma bomba de sucção instalada no fundo de um poço em terra. São estabelecidas as diretrizes de projeto elétrico do motor, em conjunto com uma análise preliminar baseada na teoria convencional das máquinas elétricas. Propõe-se a aplicação do método das matrizes de transmissão para obter um modelo analítico mais preciso do motor de indução linear tubular. Também é apresentado o modelo obtido pela aplicação do Método dos Elementos Finitos. Os resultados dos modelos teóricos convencional e matricial são confrontados com os resultados do modelo por Elementos Finitos e de testes, mostrando boa concordância. De maneira geral, os resultados indicam que o motor tubular pode substituir com vantagens o sistema mecânico de superfície e o conjunto de hastes utilizados na extração de petróleo. / This report presents the development of a tubular linear induction motor for oil well applications. The aim of the motor is to directly drive an on-shore downhole piston pump with no rods. Guidance to the electric and magnetic design of the motor is established. Two forms of analysis are proposed: the rotating electrical machines (conventional) based and the transmission matrix based. A model using the Finite Element Method is also described. Conventional and matricial solutions are compared to the Finite Element and tests results, showing good agreement. In a general sense, the work results show that the tubular motor may substitute the mechanical surface system and the rod string with advantage.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucilene Ferreira Mouzinho.pdf: 571993 bytes, checksum: 2e8dd4d10b95625fa753d51326490aa5 (MD5) Previous issue date: 2003-03-12 / This work presents an artificial neural network model to estimate or indirectly measure the speed of three-phase induction machines for control purpose. A comparative analysis of the neural estimator is performed with the following types of speed estimators: rotor flux, electromotive force and model reference adaptive. The algorithms of the estimators are assembled and connected to the dq0 model of the induction machine. Computational simulation results, obtained from machine-estimators model, are used to carry out a comparative analysis of the speed estimators performance. This work also presents a survey on neural network applications in induction machines, covering the following issues: control, failure, supervision, diagnosis, identification and estimation. / Nesta dissertação apresenta-se um modelo de uma rede neural artificial para estimar ou medir indiretamente a velocidade em máquinas de indução trifásicas para fins de controle. Realiza-se uma análise comparativa do estimador neural com os seguintes tipos de estimadores de velocidade fundamentados: fluxo do rotor, força eletromotriz e modelo adaptativo de referência. Os algoritmos dos estimadores são construídos e acoplados ao modelo dq0 da máquina de indução. A partir de resultados de simulações computacionais, obtidos dos modelos máquina-estimadores, realiza-se a análise de desempenho dos estimadores que tem como objetivo verificar quais dos estimadores atingiu em menor tempo uma velocidade de referência. Este trabalho também apresenta um estudo sobre a aplicação de redes neurais em máquinas de indução, abordando os seguintes tópicos: controle, falhas, supervisão, diagnóstico, identificação e estimação.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelino Pacelli Macedo Muniz.pdf: 1319254 bytes, checksum: c1a5a0a8a6639aaf2e332ea2b50a920d (MD5) Previous issue date: 2004-08-27 / In this work the results of the simulations of the model of the machine are compared with real curves to get the validation of the model, demonstrating a possible application of the model. / Neste trabalho os resultados das simulações do modelo da máquina são comparados com curvas reais para se obter a validação do modelo, demonstrando uma possível aplicação do modelo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the present scenario rotating machines have been widely used in industry because of its relative simplicity, constructive robustness and low price. In this context, adequately characterize engine behavior in nominal operating conditions, as this mathematical modeling of these machines becomes interesting and can contribute to the implementation of a predictive control real-time, moreover, there fault detection possibility to, since the engine behavior change will be felt by the identified model. One way to get this mathematical structure is through their experimental data input and output, in order to identify systems is a good option as it studies ways to model and analyze systems, through its information input and output, with the aim of discovering knowledge standards. In this context, the work is to develop a mathematical model using system identification techniques in three phase induction machines through the experimental data with the objective to implement a model apt to behavior anticipate the three-phase induction motor application control for prediction. Moreover, it presents the importance of modeling the rotating machine, moreover, is demonstrated using the method of modeling identification system and a brief justification about ARX and ARMAX models. Also there was performed parametric estimation and then we performed a test to show the performance of the identification of the three-phase induction motor. / No cenário atual as máquinas rotativas têm sido bastante utilizadas nas indústrias, devido a sua relativa simplicidade, robustez construtiva e baixo preço. Neste contexto, caracterizar adequadamente o comportamento do motor operando em condições nominais diários, visto isto a modelagem matemática destas máquinas se torna interessante podendo contribuir para a implementação de um controle preditivo em tempo real, além disso, existe a possibilidade de detecção de falhas, visto que a mudança de comportamento do motor será sentida pelo modelo identificado. Essas falhas se desencadeiam com o envelhecimento e com condições adversas as quais os motores são submetidos ao longo de suas vidas úteis. Uma forma de obter essa estrutura matemática é por meio de seus dados experimentais de entrada e saída, neste intuito a identificação de sistemas é uma boa opção visto que estuda formas de se modelar e analisar sistemas, por meio de suas informações de entrada e saída, com o objetivo de descobrir padrões de comportamento. Neste contexto, o trabalho consiste em elaborar uma modelagem matemática utilizando as técnicas de identificação de sistema em máquinas de indução trifásicas por intermédio dos dados experimentais com o objetivo de implementar um modelo apto a antecipar o comportamento do motor de indução trifásico com aplicação em controle por predição. Além disso, apresenta a importância de se modelar a máquina rotativa, além disso, é demonstrada a metodologia da modelagem utilizando identificação de sistema e uma breve fundamentação sobre os modelos ARX e ARMAX. Também realizou-se a estimação paramétrica e em seguida efetuou-se um teste para mostrar o desempenho da identificação do motor de indução trifásico. / Mestre em Ciências