Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:13:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1
226189.pdf: 83354526 bytes, checksum: 4f7bdf3741e6ad97686158678152ea9b (MD5) / Dentro do universo de máquinas elétricas girantes, a máquina assíncrona trifásica é a mais amplamente empregada nos acionamentos industriais. São empregadas tanto nas aplicações com velocidade e torque constante como nas aplicações em que são exigidas variações de velocidade.
A máquina de indução trifásica duplamente alimentada sem escovas apresenta-se como uma alternativa para as aplicações que requerem um ajuste de velocidade, porque apresenta maior flexibilidade no controle com o conversor de potência reduzida. Para grandes potências esta redução do conversor proporciona uma drástica redução no custo do conjunto motor/conversor, tornando esta alternativa bastante atraente.
O presente trabalho mostra o estado atual da arte com relação à máquina assíncrona trifásica sem escovas. A máquina é estudada do ponto de vista de projeto, modelagem e análise de performance. A modelagem é feita para o regime permanente através do circuito equivalente, que quando resolvido proporciona a análise da performance em regime permanente da máquina. No regime dinâmico são utilizadas as matrizes de transformação das variáveis do sistema de referência da máquina para o sistema de referência arbitrário, permitindo desta maneira uma completa análise da dinâmica da máquina. Do modelo dinâmico resultam as equações de espaço de estado que podem ser usadas para se fazer o controle da máquina.
Uma análise das excitações eletromagnéticas geradas no entreferro, e suas influências na vibração da estrutura do pacote de chapas da máquina é desenvolvida no trabalho. A análise da vibração é importante porque a máquina assíncrona trifásica duplamente alimentada sem escovas compartilha dois enrolamentos capazes de gerar excitações eletromagnéticas intensas no entreferro, cujas respostas devem ser minimizadas.
O foco principal do estudo é mostrar a viabilidade de uso desta máquina em aplicações que exigem regulação de velocidade, como a geração de energia elétrica através de turbinas eólicas e aplicações industriais onde requer baixas velocidades, porém com partida de alta inércia.
No trabalho é dedicado um capítulo para as regras básicas de projeto, com o objetivo de orientar o projetista na fase do projeto garantindo o bom desempenho da máquina. É feita também a análise de algumas aplicações, onde é mostrada a viabilidade de uso da máquina sem escovas, com a vantagem de apresentar menos manutenção devido ao fato de não necessitar de escovas.
In the universe of the electric machines, the three phase asynchronous machines are widely used on the industrial drives. They are used when constant torque and constant speed are required as well as when speed and torque control are employed.
The brushless double fed three phase asynchronous machine is a good alternative for variable speed application because it presents a high control flexibility reduced power converters. For large output power, the converter power reduction provides a drastic cost reduction of the set (motor and converter), what becomes this solution a good pay back.
The present job shows the state of the art related to brushless double fed three phase asynchronous machines. The machine is studied from the point of view of the project, modeling and performance analysis.
The modeling for the steady state condition is made by the equivalent circuit, and when it is adequately solved it provides the steady state behavior of the machine.
For the dynamic condition, the transformation of the machine variables to the arbitrary reference system is made through the transformation matrix. With this model is possible to perform the dynamic analysis of the machine. From the dynamic model the space state equations are obtained to make the machine control strategy.
An analysis of the electromagnetic excitation produced in the air gap, and its influences on the vibration of the lamination core structure is developed in this work. The vibration analysis is important for the brushless double fed three phase asynchronous machine because it shares two three phase winding, that can generate strong electromagnetic excitation and whose vibration responses must be minimized.
The main focus of this work is to show the viability of the brushless double fed three phase asynchronous machine in the application which speed and torque regulation are required, as such wind power generation, and industrial application with low speed and high inertia.
A chapter is dedicated to basic project rules, as a guide line for the machine designer to guarantee a good machine performance.
Some application analysis are made, and they show the viability of the brushless double fed three phase asynchronous machine due to the fact it does not need brushes and consequently, less maintenance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/88948 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Rüncos, Fredemar |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Carlson, Renato, Kuo-Peng, Patrick |
| Publisher | Florianópolis, SC |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | xxxiv, 366 p.| il., graf., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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