Proposta de modelagem matemática e controle, independente de forças, para um motor de indução linear de baixa velocidade considerando variações na altura do entreferro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Caicedo, Rolando, 1985-
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17421
Resumo: Orientador: Ernesto Ruppert Filho
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A influência das variações na altura do entreferro no comportamento do motor é incluída no modelo do circuito equivalente do motor de indução linear por meio dos parâmetros do circuito equivalente do motor que variam em função da altura do entreferro e com a adição de fontes de tensão que representam a força magnetomotriz produzida pela variação do entreferro. A partir do circuito equivalente, obtém-se a modelagem matemática dinâmica do motor de indução linear trifásico nos sistemas de referência estacionário e síncrono. Usando um software comercial de elementos finitos (Ansys-Maxwell), é possível obter o valor dos parâmetros do circuito elétrico equivalente do motor para cada variação na altura do entreferro. Os resultados são usados para modelar o comportamento de cada elemento do circuito elétrico equivalente em função do comprimento do entreferro. A partir da modelagem dinâmica do motor de indução linear, no sistema de referência síncrono, descreve-se e implementa-se um controle por orientação de fluxo magnético do secundário do motor para desacoplar as forças linear e normal produzidas pelo motor de indução linear trifásico. Desta forma é possível controlar, independentemente, a velocidade linear do motor de indução linear e o comprimento do entreferro, entre o primário e o secundário. Um sistema de controle independente de forças é projetado e modelado em simulações computacionais para dois casos de uso do motor de indução linear trifásico. No primeiro caso o controle do é utilizado, ao mesmo tempo, como sistema de levitação e sistema de propulsão. No segundo caso, o motor de indução linear trifásico é utilizado para mitigar os efeitos de variações do entreferro que acontecem num veículo de levitação magnética com sistema de levitação passivo durante a operação. Por meio dos resultados obtidos usando o software Matlab/Simulink, foi comprovada a efetividade do controle proposto, obtendo-se o controle independente de velocidade e a altura do entreferroAbstract: This work proposes a mathematical model for a three-phase, low speed, single sided linear induction motor considering the air-gap variations in the air-gap height. The influence of the air-gap variations in its heights is included in the electric equivalent circuit of the linear induction motor with the addition of variable parameters that changes its values respect to the air-gap height and the inclusion of voltage sources that represent the magneto motive force produced by the air-gap variations. Using the equivalent circuit parameters, the mathematical dynamic model in the stationary and synchronous reference frame of the linear induction motor is obtained. Using a commercial finite element method software (Ansys-Maxwell), it is possible to obtain the values of the parameters of the electric equivalent circuit model for each air-gap variation. The results are used to describe the behavior of each element of the electric equivalent circuit model in function of the air-gap length. Using the dynamic model of the linear induction motor referred to the synchronous reference frame, the secondary flux oriented control is characterized and implemented for the decoupling of the normal and linear forces produced by the linear induction motor. This way, the independent control of the linear speed and the air-gap height of the linear induction motor is possible. An independent force control system is developed and implemented through computational simulations for two linear induction motor cases. In the first case, the motor is used to be the levitation system and the propulsion system at the same time. In the second case, the linear induction motor is used to mitigate the air-gap variations that occurs in a magnetically levitated vehicle with a passive levitation system in running stages. With the results obtained using the Matlab/Simulink software, the effectiveness of the proposed control was confirmed, achieving the independent control of the speed and the air-gap lengthAbertoDoutoradoEnergia ElétricaDoutor em Engenharia ElétricaCAPES88887.363558/2019-00[s.n.]Ruppert Filho, Ernesto, 1948-Barros, Tárcio André dos SantosGiesbrecht, MateusTeixeira, Vanessa Siqueira de CastroCreppe, Renato CrivellariUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCaicedo, Rolando, 1985-20232023-12-15T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (118 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/17421CAICEDO, Rolando. Proposta de modelagem matemática e controle, independente de forças, para um motor de indução linear de baixa velocidade considerando variações na altura do entreferro. 2023. 1 recurso online (118 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/17421. 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