Modelagem pseudoinversa e Análise de efeitos dos parâmetros no desempenho da máquina de relutância variável 6/4 e 8/6
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31567 http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.164 |
Resumo: | The switched reluctance machine has gained much interest in industrial applications, wind power systems and electric vehicles. This happened because, its main disadvantages, such as the ripple in the torque, were overcome due to continuous research, and its advantages, such as simple and robust construction, ability to operate at high speeds and variable speeds, insensitivity to high temperatures and fault tolerance, have made the switched reluctance machine the right machine for many applications. However, some difficulties are faced to execute good designs, such as the inherent non-linearity of the machine and the modeling. This work explores the theory, operation and design procedures in the first chapters. In practical terms, performance sensitivity analysis and machine modeling is performed, both based on the variation of geometric parameters and the results obtained through finite element simulations. The purpose of this study is to provide consistent data on which dimensions must be changed for specific applications, in order to support choices made in the design and optimization stage. An analytical approach using the Moore-Penrose pseudo-inverse is proposed to model the characteristics of the switched reluctance machine. However, the proposed modeling can be generalized and used to model any physical system, as long as it is possible to obtain experimental/computational data from it. To organize the modeling data set and perform the sensitivity analysis, methods of design of experiments were used, which is a branch of applied statistics used to conduct scientific studies of a system, process or product. To certify the quality of the proposed modeling, a model using artificial neural network was trained with the same data set and its results for values prediction are compared to the pseudo-inverse model and the values obtained by finite element simulation. The results obtained prove the feasibility and quality of the proposed model. |
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Modelagem pseudoinversa e Análise de efeitos dos parâmetros no desempenho da máquina de relutância variável 6/4 e 8/6Pseudoinverse modeling and parameters effect analysis on performance and modeling of switched reluctance machine 6/4 and 8/6Máquina de relutância variávelProcedimentos de projetoAnálise de elementos finitosPseudoinversa de Moore-PenroseModelagemCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAThe switched reluctance machine has gained much interest in industrial applications, wind power systems and electric vehicles. This happened because, its main disadvantages, such as the ripple in the torque, were overcome due to continuous research, and its advantages, such as simple and robust construction, ability to operate at high speeds and variable speeds, insensitivity to high temperatures and fault tolerance, have made the switched reluctance machine the right machine for many applications. However, some difficulties are faced to execute good designs, such as the inherent non-linearity of the machine and the modeling. This work explores the theory, operation and design procedures in the first chapters. In practical terms, performance sensitivity analysis and machine modeling is performed, both based on the variation of geometric parameters and the results obtained through finite element simulations. The purpose of this study is to provide consistent data on which dimensions must be changed for specific applications, in order to support choices made in the design and optimization stage. An analytical approach using the Moore-Penrose pseudo-inverse is proposed to model the characteristics of the switched reluctance machine. However, the proposed modeling can be generalized and used to model any physical system, as long as it is possible to obtain experimental/computational data from it. To organize the modeling data set and perform the sensitivity analysis, methods of design of experiments were used, which is a branch of applied statistics used to conduct scientific studies of a system, process or product. To certify the quality of the proposed modeling, a model using artificial neural network was trained with the same data set and its results for values prediction are compared to the pseudo-inverse model and the values obtained by finite element simulation. The results obtained prove the feasibility and quality of the proposed model.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)A aplicação de máquinas de relutância variável tem aumentado consideravelmente em aplicações industriais, sistemas de energia eólica e veículos elétricos. Isso ocorreu porque suas principais desvantagens, como a oscilação no torque, foram superadas devido à pesquisa contínua e suas vantagens, como construção simples e robusta, capacidade de operar em altas e variadas velocidades, insensibilidade a altas temperaturas e tolerância a faltas, tornaram a máquina de relutância variável a máquina certa para muitas aplicações. No entanto, algumas dificuldades são enfrentadas para executar bons projetos, como a não linearidade inerente do motor e a modelagem. Este trabalho explora a teoria, funcionamento e procedimentos de projeto nos primeiros capítulos. Em termos práticos é realizado a análise de sensibilidade do desempenho e a modelagem da máquina, ambos baseados na variação de parâmetros geométricos e nos resultados obtidos através de simulações de elementos finitos. O objetivo desse estudo é fornecer dados consistentes sobre quais dimensões devem ser alteradas para aplicações específicas, de modo a fundamentar escolhas feitas na etapa de projeto e otimização. Uma abordagem analítica utilizando a pseudoinversa de Moore-Penrose é proposta para modelar as características da máquina de relutância variável. No entanto, a modelagem proposta pode ser generalizada e utilizada para modelar qualquer sistema físico, desde que seja possível obter dados experimentais/computacionais a partir dele. Para organizar o conjunto de dados da modelagem e realizar a análise de sensibilidade foi utilizado métodos de planejamento de experimentos, que é um ramo da estatística aplicada utilizado para conduzir estudos científicos de um sistema, processo ou produto. Para atestar a qualidade da modelagem proposta um modelo utilizando rede neural artificial foi treinado com o mesmo conjunto de dados e seus resultados para predição de valores é comparado ao modelo pseudoinverso e aos valores obtidos por simulação de elementos finitos. Os resultados obtidos comprovam a viabilidade e qualidade do modelo proposto.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaCamacho, José Robertohttp://lattes.cnpq.br/1516750463026262Araújo, Rui EstevesDias, Renato JaymeAndrade, Darizon Alves dePeretta, Igor SantosMamede, Ana Camila Ferreira2021-04-13T20:27:15Z2021-04-13T20:27:15Z2021-03-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMAMEDE, Ana Camila Ferreira. Modelagem pseudoinversa e análise de efeitos dos parâmetros no desempenho da máquina de relutância variável 6/4 e 8/6. 2021. 139 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.164.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31567http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.164porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-04-19T22:48:13Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/31567Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-04-19T22:48:13Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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