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Previous issue date: 2014-10-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The three phase induction motor (MIT) is the main system in electromechanical
conversion, present in practically all industrial processes. Due to its versatility and low
cost, the use of frequency inverters combined with MIT practically replaced the DC motors
in systems requiring variation in angular velocity. For closed-loop control at MIT, without
the use of speed sensors (sensorless), it is essential to estimate the velocity on the axis with
high accuracy and with satisfactory response time. The proposed work has the object of
analyzing different methods that can be employed to estimate the speed in sensorless axis,
named according to their fundamental principle, they are: the method of harmonic slots,
the torque in the air gap and the acoustic emission. The first mentioned is the best known
non-invasive method in the state art, the second one was recently developed in the
laboratory and the third one was exhibited here for the first time. All methods are
compared with a reference instrument for measuring speed (tachometer). In order to obtain
validation of the techniques we constructed a work bench tests basically composed by a
three phase induction motor, torque meter and DC motor used as a generator (to enforce
the axis load variable). The main objective of the study is to compare the methods for
various situations of speed and load, also based on the degree of invasiveness and accuracy
of each method. For the development and analysis of technique for harmonic slots and
acoustic emission, a spectral analysis by Fourier transform of the current signal and the
sound was performed, respectively. It was used tools such as MATLAB and LABVIEW
for the computational study. After extensive experimental testing, the methods have been
validated and it was obtained conclusions about different aspects of each discussed
technique. / O motor de indução trifásico (MIT) é o principal sistema de conversão eletromecânica
existente, presente em praticamente todos os processos industriais. Devido a sua
versatilidade e razoável baixo custo, a utilização de inversores de frequência combinados
com os MIT, praticamente, substituíram os motores de corrente contínua em sistemas que
necessitam de variação de velocidade angular. Para o controle de malha fechada em MIT,
sem a utilização de sensores de velocidade (sensorless), é fundamental que se estime a
velocidade no eixo com alta exatidão e com tempo de resposta satisfatório. O trabalho
proposto visa analisar diferentes métodos que podem ser empregados para estimação na
velocidade no eixo sensorless, denominados de acordo com o seu princípio fundamental,
são eles: método pela harmônicas das ranhuras, pelo torque no entreferro e pela emissão
acústica. Sendo o primeiro citado, o método não-invasivo mais conhecido no estado arte, o
segundo, desenvolvido recentemente em laboratório e o terceiro, exposto aqui pela
primeira vez. Todos os métodos são comparados com um instrumento de referência para
medida de velocidade (tacômetro). A fim de se obter a validação das técnicas empregadas
foi construída uma bancada de testes experimentais composta basicamente por um motor
de indução trifásico, torquímetro e motor de corrente contínua utilizado como gerador
(para impor carga variável ao eixo). O principal objetivo do estudo é comparar os métodos
para diversas situações de velocidade e carga, tendo também como base o grau de
invasividade e exatidão de cada método. Para o desenvolvimento e análise da técnica pela
harmônicas das ranhuras e da emissão acústica, foi realizada uma análise espectral pela
Transformada de Fourier do sinal da corrente e do som, respectivamente. Usou-se para este
estudo ferramentas computacionais como o LABVIEW e MATLAB. Depois de extensos
ensaios experimentais, os métodos foram validados e obteve-se conclusões sobre diferentes
aspectos de cada técnica analisada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5386 |
| Date | 04 October 2014 |
| Creators | Lyra, Gabriela Jordão |
| Contributors | Lima Filho, Abel Cavalcante |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -4711024085158558864, 600, 600, 600, 600, 4044336857615351199, -6956026795191561793, 2075167498588264571 |
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