Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:35:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325647.pdf: 1741476 bytes, checksum: 2cfb9b7a5bbc93126e985329148a3580 (MD5) Previous issue date: 2013 / Determinar a elevação de temperatura de um motor de indução trifásico, através de ensaios elétricos, é um dos mais importantes testes para a produção deste motor. A maneira mais usual para a realização deste ensaio é aplicar carga nominal no eixo do motor, o que se torna um grande desafio para fabricantes de máquina de grande porte, pois se deve ter um dinamômetro de potência igual ou superior a potência do motor a ser testado. Devido a este fato, existem métodos alternativos de testes, previstos em normas internacionais, para a determinação da elevação de temperatura de forma indireta. Dentre os métodos utilizados na indústria atual, o Método de elevação de temperatura por dupla frequência se apresenta bastante viável, devido ao fato de não existir a necessidade de um dinamômetro, pois mesmo sem aplicar torque ao eixo do motor diretamente, se consegue obter tensão e corrente r.m.s. nominais para o motor, trabalhando somente com sua característica transistória. Assim, com este método é possível submeter o motor de indução trifásico ao ensaio de elevação de temperatura. Este trabalho faz uma comparação de resultados práticos obtidos em ensaios com carga direta ao eixo com resultados obtidos em ensaios em dupla frequência, analisando a diferença entre estes resultados. Além disto, propõe-se a verificar com auxílio de simulações numéricas, a diferença das perdas do motor quando submetido a ambos os métodos.<br> / Abstract : The experimental determination of the three phase induction motor temperature rise is one of the most important test for the motor production. The usual way to realize this test is to apply rated torque to the motor shaft, which becomes a big challenge for manufacturers of large machines, because it requires a dynamometer with the same, or higher, power than the power of the machine to be tested. As a consequence of this, there are alternative methods, preditected by international standards, to determine the motor temperature rise in an indirect manner. Among the methods used on industries nowadays, the method of dual frequency appears quite viable, since that there is no need for a dynamometer because, even without applying torque directly to the shaft, it is possible to obtain the rated r.m.s. voltage and current at its terminals, working only with the transient characteristics of the induction motor. Thus the dual frequency method is able to submit the induction motor to the temperature rise test. This paper makes a comparison of practical results of testing at full load regarding to the results obtained in dual frequency, analyzing the difference between them and, with assistance of numerical simulations, tries to verify the difference of motor losses when submitted by both methods.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326649.pdf: 3286445 bytes, checksum: 0250bded564b66a7b5639a17629220ad (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho foi desenvolvido um modelo analítico para o levantamento dos parâmetros do circuito elétrico equivalente de um motor de indução trifásico, com rotor do tipo gaiola de esquilo, a partir das características construtivas e elétricas da máquina. O modelo foi desenvolvido com base nas Equações de Maxwell. O cálculo dos parâmetros do circuito elétrico equivalente permite prever a característica torque-velocidade do motor antes de realizar ensaios experimentais.<br> / Abstract : In this project we have developed an analytical model to obtain the parameters of equivalent circuit of a three phase induction motor, with squirrel cage rotor, from constructive and eletric characteristics of the machine. The model was developed based on Maxwell's Equations. The calculation of the parameters of the electrical equivalent circuit allows to predict the caracteristic speed-torque of the motor before performing experimental tests.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327789.pdf: 9085807 bytes, checksum: abe8deca92e11ab65c2d5180da5ff682 (MD5) Previous issue date: 2014 / O mercado de compressores para a refrigeração é muito competitivo e a produção dos maiores fabricantes gira na casa dos milhões de unidades/ano, o que leva a uma grande necessidade de pesquisa e desenvolvimento em toda a cadeia produtiva. Devido a esse volume de produção tão elevado, pequenas reduções de custo unitário de produção podem ser altamente significativas. O motor elétrico empregado nesses compressores é um dos principais contribuintes com relação ao desempenho operacional e ao custo de produção, razão pela qual ele é objeto de constante pesquisa teórica e experimental. Um problema enfrentado pelos fabricantes no ensaio de desempenho de motores de compressores é a influência dos mancais no resultado dos ensaios. O usual é o emprego de rolamentos de esferas de aço, porem compromete os resultados dos ensaios quando pequenas variações nas medições de rendimento são necessárias. Por esse motivo, este trabalho analisa experimentalmente ensaios com diferentes tipos de rolamentos: dois modelos de rolamentos de aço e quatro de materiais cerâmicos distintos que, segundo fontes literárias, tem características de redução de atrito e aumento de vida útil em relação aos rolamentos de aço, além da possibilidade de dispensarem o uso de lubrificante. Entretanto, nos ensaios realizados, não houve comprovação dessas vantagens, ocorrendo uma rápida degradação dos rolamentos cerâmicos, que apresentaram resultados próximos aos dos rolamentos de aço nas medições de rendimento do motor. Sendo assim, foi realizado um estudo teórico sobre outros dois princípios construtivos de mancais que são boas opções de substituição dos rolamentos de aço: mancais de filme fluídico e mancais magnéticos. Embora essas opções sejam mais complexas e de maior custo que os rolamentos metálicos, não há contato mecânico entre as partes móveis e fixas, eliminando por completo o atrito mecânico. Assim, foi apresentado um levantamento com os principais tipos de mancais desses princípios e, dentre esses, o mais adequado à aplicação em mancais de motores elétricos de compressores para refrigeração para ensaios de rendimento.<br> / Abstract : The market of compressors for refrigeration is very competitive and the production of the largest manufacturers is around millions of units / year, which leads to a great need for research and development in the entire production chain. Due to this very high production volume, any small cost reduction per produced unit can be very significant. The elec-tric motor applied in these compressors is one of the major responsible for the operational performance and production cost and so there are many theoretical and experimental researches about its improvement. One of the main problems faced for the electrical motors makers during the compressors motors performance test is the influence of the bearings on the test results. The steel ball bearings are usually used to run these tests however the results are inaccurate when little variations on the performance measurements are necessary. For this reason, the present job analyses some experimental tests using different kind of bearings: two models of steel bearings and four models of bearings made with different kinds of ceramic materials able to reduce the friction and in-crease lifespan in comparison with steel bearings and also with the abil-ity to waive the use of lubricant, in accordance with the literary sources. However, it was not verified any advantage by the analyses of the per-formed tests results because the ceramic bearings almost showed the same results of the steel bearings, based on the engine yield measure-ments, and it happened a fast degradation in the ceramic bearings. So, it was performed a theoric survey about two other constructive principles of bearings which represent a couple of good options to replace the steel bearings: fluid film bearings and magnetic bearings. Although these options are more complex and also more expensive than the available metallic bearings, there is no mechanical contact between moving and fixed parts, providing the complete friction elimination. Thus, it was presented a survey of the main types of bearings that use these kinds of principles and the most suitable among them for the application on bear-ings from electric motors usually applied to refrigeration compressors in order to run performance tests.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:08:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334130.pdf: 2594544 bytes, checksum: 321ec17d4d7304c07a64af7be0f5d747 (MD5) Previous issue date: 2015 / Devido às diferenças no processo de fabricação, rotores centrifugados apresentam maior eficiência e maior resistência interbarras do que rotores injetados sob pressão. Por esse motivo, o tratamento térmico aplicado a rotores injetados para melhoria da isolação da gaiola não é tradicionalmente aplicado pela indústria a rotores centrifugados. Esse trabalho avalia o efeito da realização do tratamento térmico tradicional a 450°C em rotores centrifugados, avaliando ainda a viabilidade e os efeitos do tratamento térmico de rotores centrifugados a 520°C, temperatura não recomendada no caso dos rotores injetados sob pressão. As medições de eficiência são realizadas por meio de ensaios no dinamômetro, utilizando-se um estator padrão mantido em condições controladas. São medidas as resistências interbarras de rotores não tratados e tratados a 520°C. Para a realização dos ensaios são utilizados rotores de motores monofásicos de pequeno porte aplicados em compressores na refrigeração doméstica.<br> / Abstract : Due to differences in the manufacturing process, centrifuged rotors have higher efficiency and inter-bar resistance than those produced by high pressure die casting process. Therefore, the heat treatment applied to high pressure die casted rotors to improve the insulation of the cage is not traditionally applied by the industry to centrifuged rotors. This study evaluates the effect of the traditional 450°C heat treatment on centrifuged rotors, as well as the feasibility and effects of 520ºC heat treatment on centrifuged rotors, temperature not recommended for high pressure die casted rotors. The efficiency measurements are performed with a dynamometer, using a standard stator kept under controlled conditions. The inter-bar resistances of non-treated and 520°C heat treated rotors are measured. The tests are made using small single phase motors, usually applied in domestic refrigeration compressors.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:35:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 311999.pdf: 6982867 bytes, checksum: 6fb3a4081303e36d793ec38b67599714 (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia numérica para a predição dos três primeiros modos de vibração de um motor elétrico fixo em base rígida. O trabalho foi amparado por uma revisão bibliográfica que motivou a confecção de quatro protótipos para permitir o desenvolvimento dessa metodologia. A partir dos protótipos foram obtidos os parâmetros modais utilizados para ajustar os modelos numéricos, e as curvas de Função Resposta em Frequência (FRF) utilizadas para validar a solução numérica. O modelo validado foi utilizado para promover uma alteração estrutural do protótipo e torná-lo mais robusto às variações dos processos de fabricação e montagem. Os ajustes, bem como a alteração estrutural, foram feitos através de um processo de otimização estrutural usando Algoritmo Genético. A solução foi desenvolvida com base no código comercial de elementos finitos ANSYS. / This work proposes a numerical methodology for the prediction of the first three modes of vibration of an electric motor fixed on a rigid base. A deep literature review supported the production of four ad hoc prototypes that aided the development of the proposed approach. Tests carried out with the prototypes led to the procurement of the modal parameters used to calibrate the numerical models, as well as the Frequency Response Function (FRF) curves used to validate the numerical solution. The validated model allowed structural changes to be then promoted on the prototypes, in order to make them more robust to variations in manufacturing and assembling processes. The mentioned adjustments and structural changes were accomplished by means of a process of structural optimization using Genetic Algorithm. The solution was developed based on the commercial finite element code ANSYS.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A durabilidade dos motores elétricos depende da resistência dos diversos componentes utilizados na sua fabricação. Entre os componentes empregados, enrolamentos de motores são considerados uma das partes mais sensíveis. Sua durabilidade é afetada por diversos fatores, entre os quais a temperatura de operação. Esta pesquisa propõe um modelo térmico para prever a elevação de temperatura de motores elétricos quando submetidos a diferentes valores de corrente de sobrecarga. Em seguida, o modelo é utilizado para calcular curvas de limite térmico para motores elétricos de 11 kW. Subseqüentemente, um motor de 11 kW é submetido a diferentes testes de corrente de sobrecarga para validar o modelo proposto. Motores elétricos podem ser protegidos contra sobrecargas por muitos tipos diferentes de dispositivos de proteção. Disjuntores para comando e proteção de motores freqüentemente são empregados para este fim. Os limites de operação dos seus disparadores de sobrecarga são especificados por normas internacionais. Esta pesquisa também compara estes limites de operação, exigidos pelas normas, às curvas de limite térmico obtidas previamente, para confirmar a eficácia da proteção contra sobrecarga que é obtida. Um tipo de disjuntor, aplicável para comando e proteção de motores elétricos até 11 kW, é adicionalmente analisado. Dados de testes sobre os seus disparadores de sobrecarga são comparados aos limites de operação especificados pelas normas. Posteriormente, a repetibilidade de atuação dos disparadores de sobrecarga é testada e analisada. Finalmente, recomenda-se algumas melhorias, tanto para os disjuntores analisados, quanto para os procedimentos de projeto e de garantia da qualidade empregados atualmente para o desenvolvimento e implementação de dispositivos de comando, manobra e proteção elétrica em uma empresa brasileira.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1985. / Made available in DSpace on 2013-12-05T19:50:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203347.pdf: 3009977 bytes, checksum: 6530113d2116778e6060fbf214794e56 (MD5) Previous issue date: 1985

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-21T13:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 208191.pdf: 7881081 bytes, checksum: 28db32431b10c60bfb08c3468211334a (MD5) / A predição da distribuição de temperatura em uma máquina elétrica girante é tão importante quanto a predição do seu rendimento. Apesar da importância de se conhecer a temperatura no interior de máquinas elétricas girantes a literatura disponível não apresenta metodologias que possibilitem obter tal informação de forma satisfatória, que façam uso do estado da arte referente ao conhecimento disponível em escoamento e transferência de calor. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo térmico híbrido para determinar a distribuição de temperatura em um motor de indução, operando em regime permanente. O modelo térmico híbrido consiste na combinação de parâmetros térmicos globais e de parâmetros térmicos distribuídos nas diferentes partes da máquina. Na análise da distribuição da temperatura é de fundamental importância o conhecimento de dois parâmetros principais: a distribuição das perdas (fontes de calor) envolvidas na máquina, e no presente trabalho estas perdas são avaliadas através de ensaios elétricos, e distribuídas no estator e no rotor; e o coeficiente convectivo de transferência de calor da superfície externa da máquina. A análise deste coeficiente convectivo baseia-se nos resultados do modelo numérico utilizado na simulação do escoamento e transferência de calor da superfície externa do motor através do método de volumes finitos. O modelo proposto é aplicado para um motor de indução trifásico (50cv, 440V e IV pólos). A validação do modelo é obtida através de dados experimentais de temperatura e fluxo de calor em pontos estratégicos nas diferentes partes do motor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-19T07:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T22:10:54Z : No. of bitstreams: 1 179139.pdf: 14148898 bytes, checksum: cb8c0a9cfd51b2ac5bae35331f0c10ba (MD5) / Os motores de indução trifásicos representam uma grande parcela do acionamento de máquinas na indústria. Por esse motivo, estes motores são fabricados em larga escala e os fabricantes dispõem de alguns testes para a garantia da qualidade do seu produto. Este trabalho apresenta um método de estimação do desempenho e parâmetros do motor de indução trifásico com o principal objetivo de aumentar a confiabilidade dos testes finais em motores e, com isso, aumentar a qualidade do produto fabricado. O método proposto utiliza-se do modelo do motor de indução trifásico no eixo de referência síncrono e das correntes e tensões medidas durante a partida, para realizar a estimação de algumas características de desempenho como a velocidade, a potência absorvida em função da aceleração, bem como, a estimação dos parâmetros do motor de indução trifásico. Adicionalmente, podem ser medidas a corrente e potência absorvida na partida, bem como a corrente e potência absorvida em vazio. Com isso, aumenta-se enormemente o número de variáveis avaliadas para garantir a qualidade do motor fabricado, uma vez que atualmente somente é medida a corrente em vazio do motor. Ao final do trabalho são apresentados os resultados das simulações realizadas, bem como o resultado de um motor real testado

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-12Bitstream added on 2014-06-13T20:20:28Z : No. of bitstreams: 1 marquesneto_ja_me_guara.pdf: 2657633 bytes, checksum: e824dc881fb4b2eaa808d2c738760971 (MD5) / O Brasil é um país que segue, como padrão de referência para emissões, as normas européias que diferem das norte americanas em função dos limites e dos ciclos de teste. Com a globalização e comunização de componentes, objetiva-se desenvolver um único produto que possa ser empregado em diversas partes do mnndo e que apresente uma condição adequada e suficiente para uma aplicação que possa variar das altas atitudes e clima frio do Chile, até as altas temperaturas dos desertos da Arábia Saudita. Muitos desenvolvimentos de motores devem ser acompanhados da evolução da qualidade do combustível, o qual influencia diretamente no desempenho e durabilidade dos motores. Logo uma avaliação das emissões de um motor, o qual o princípio empregado para redução de emissões, está previsto para ínicio de comercialização no Brasil a partir de 2008, torna-se uma ferramenta importante para o desenvolvimento de veículos ecologicamente corretos. Paralelamente está previsto também uma melhora na composição do combustível; pode-se então dizer que, se as emissões com o atual combustível no Brasil forem inferiores aos limites programados para o ano de 2008, isto indicará que teremos um motor que irá emitir menos, quando considerada a qualidade do combustível otimizado. Concluindo, o presente trabalho possui grande importância tecnológica e estratégica para o desenvolvimento de motores Diesel além de sistemas e agregados para se reduzir emissões dentro do grupo mundial DaimlerChrysler. / The Brazil is a country, which follows the same European emissions standard for thelimits and tests, however the current legislation in Europe will come to Brazil one step later. It means about 4 years later. With globalization, the industries are looking for costs reducing and one necessary way to get it is to have one product or, in this case one vehicle, that could be sold in different countries, foruse in high altitude and cold wheter like in chile and in high temperatures as in the Arabic deserts. Many engine developements should be made at the same time with fuel quality improvement, which has directly influence about performance and durability of the engine components. Because of it, the correct exhaust gas emissions evaluation of the high technology engine in Brazil is a very important factor to signalize the strategy for the next emissions legislation. The principal focus of this monograph is the analysis of the engine for 2008 in Brazil, now in 2003 and receive the information to prepare the Brazilian scenaio for the next years. The subject of this case is the testing of the current different kinds of Diesel fuel in Brazil determining the emissions values freom the engine EPA 2004 and with these values comparing them to the standard emission limits and explain about the comparability of results. To sum up, the current monograph has great technological and strategical importance to the Diesel engine development and also the development of aggregates and systems for emissions reducing into Daimler-Chrysler worldwide group.