Projeto e otimização de um motor BLDC de rotor interno com ímãs cerâmicos na superfície

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barcelos, Pedro Carvalho Silva
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229281
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2021.
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spelling Projeto e otimização de um motor BLDC de rotor interno com ímãs cerâmicos na superfícieEngenharia elétricaMotores elétricosÍmãs permanentesCircuitos elétricosMétodo dos elementos finitosDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2021.O presente trabalho apresenta uma metodologia analítica para dimensionamento e análise de um motor de ímãs permanentes sem escovas com acionamento em corrente contínua (BLDC), com rotor interno e ímãs cerâmicos na superfície do rotor. O motor escolhido é um motor de 8 polos com 12 ranhuras no estator, cuja aplicação é para um ventilador ou soprador de velocidade variável. A potência máxima de saída é de 1 hp na velocidade nominal de 2000 rpm. A geometria e o tipo de bobinagem do motor foram fornecidos por um fabricante. Assim, a primeira atividade foi desenvolver um circuito de relutâncias que permitisse considerar a não linearidade do aço no cálculo das induções magnéticas, da tensão induzida e das perdas no núcleo. Esse mesmo circuito de relutâncias permite a aplicação de corrente e cálculo das indutâncias do motor. Em seguida, montou-se um roteiro analítico contendo o dimensionamento, a resolução do circuito de relutâncias e o cálculo das perdas no núcleo e nos enrolamentos. Desse modo, o roteiro analítico permite obter todas as variáveis necessárias para o cálculo do rendimento e da massa do motor. Com o roteiro analítico testado, foi possível acoplar a este um algoritmo genético multiobjetivo. Com funções objetivos como a eficiência e o custo do motor foi possível determinar a curva de Pareto que fornece ao fabricante um conjunto de soluções de motor BLDC para atender ao mercado. Os resultados obtidos com o roteiro analítico foram comparados aos resultados de simulação usando o método de elementos finitos e a maior diferença apresentada foi menor que 10%.Abstract: The present work presents an analytical methodology for the design and analysis of a brushless permanent magnet motor with direct current drive (BLDC), with an internal rotor and ceramic magnets on the rotor surface. The chosen motor is an 8-pole motor with 12 stator slots, whose application is for a variable-speed fan or blower. The output maximum power is 1 hp at the rated speed of 2000 rpm. The geometry and winding type of the motor was provided by a manufacturer. Thus, the first activity was to develop a reluctance circuit that would allow considering the nonlinearity of steel in the calculation of magnetic flux densities, of induced voltage and of core losses. This same reluctance circuit allows the application of current and calculates the motor inductances. Then, an analytical script was set up containing the sizing, the resolution of the reluctance circuit and the core and winding losses calculations. Therefore, the analytical script allows obtaining all the variables needed to calculate the motor efficiency and mass. With the analytical script tested, it was possible to couple a multiobjective genetic algorithm to it. With objective functions such as motor efficiency and cost, it was possible to determine the Pareto curve that provides to the manufacturer a set of BLDC motor solutions to meet the market. The results obtained with the analytical script were compared to simulation results using the finite element method and the bigger difference presented was smaller than 10%.Luz, Mauricio Valencia Ferreira daUniversidade Federal de Santa CatarinaBarcelos, Pedro Carvalho Silva2021-10-14T19:31:34Z2021-10-14T19:31:34Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis107 p.| il., gráfs.application/pdf373283https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229281porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-10-14T19:31:34Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/229281Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732021-10-14T19:31:34Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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