Modelagem dinâmica e acionamento de atuadores eletromagnétcos lineares de imãs permanentes

• Autor(a) principal: Tavares, Rodrigo Borges
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/215010
• topic: Acionamento elétrico; Atuador linear; Ímãs permanentes; Modelagem dinâmica; Resposta em frequência; Electric drive; Frequency response; Long armature; Quasi-Halbach array; Permanent magnets; Synchronous actuator; Tubular linear actuator

Este trabalho apresenta um estudo teórico, computacional e experimental sobre o desempenho dinâmico e o acionamento elétrico de atuadores lineares síncronos de ímãs permanentes. Inicialmente, uma modelagem dinâmica genérica de atuadores lineares é realizada no referencial trifásico e em função do número de condutores ativos da armadura. Assim, o modelo proposto é diretamente aplicável em máquinas com topologias planas ou tubulares e para diversos arranjos de ímãs permanentes utilizados no sistema de excitação de campo. Na sequência, através de uma transformação de coordenadas, um modelo não linear é expresso no referencial bifásico síncrono. A seguir, esse modelo é linearizado em torno de um ponto de operação. Um atuador de topologia tubular é escolhido para validação da modelagem matemática. Simulações computacionais via método de elementos finitos e testes experimentais são realizados, sendo os resultados obtidos comparados aos fornecidos pelos modelos analíticos desenvolvidos. Dessa forma, o equacionamento apresentado é validado no domínio do tempo e no domínio da frequência. Por fim, um acionamento em malha fechada baseado em orientação de campo é implementado no atuador tubular. Os ganhos proporcional e integral do controlador são calculados a partir da resposta temporal desejada e da constante de força do dispositivo.