Análise de máquinas de indução com rotor em gaiola considerando saturação magnética e harmônicos

• Autor(a) principal: Tavares, Alvacir Alves
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/215009
• topic: Geradores de energia; Saturação; Magnetismo; Motor de indução; Induction generators; Induction machines; Induction machines parameters; Modeling of induction machines; Magnetic saturation

A motivação principal do trabalho foi a hipótese de que um gerador de indução, devido à sua condição mais saturada, não teria seu comportamento adequadamente descrito pelo modelo clássico, já consagrado na análise de motores em regime permanente. Após a revisão bibliográfica foi então feita então uma abordagem analítica sobre conceitos ligados a harmônicas espaciais de fmm e de condutância magnética do entreferro. Também foram feitos estudos e implementações da modelagem analítica para cálculo de resistências, reatâncias de magnetização e de dispersão para levar em conta a possível modificação de parâmetros em função de saturação. Paralelamente a isto foram realizados ensaios de rotor bloqueado, a vazio e sob carga na condição de motor e de gerador com uma máquina comercial. Como os resultados das simulações apresentavam diferenças significativas com relação àqueles obtidos nos ensaios, principalmente na condição de escorregamento negativo, buscou-se na análise da máquina pelo método dos elementos finitos alguma informação. Apesar das informações obtidas serem relevantes elas não ajudaram a minimizar as diferenças entre ensaio e modelagem. O que mais conduziu à conclusão do estudo foi a consideração da variação da reatância de magnetização com a tensão de entreferro e da variação da reatância de dispersão da ranhura do rotor usando a abordagem das ranhuras fechadas com saturação da ponte da ranhura. Estas considerações, juntadas ao cálculo analítico das perdas suplementares e das correntes interbarras levaram ao modelo proposto final. As simulações e os ensaios no laboratório mostraram que o modelo proposto produz resultados mais confiáveis do que os obtidos pelo modelo clássico, na condição de motor e de gerador, confirmando a hipótese inicial. O modelo então, buscado inicialmente para o gerador, estendeu-se também para o funcionamento como motor onde apresentou ótimos resultados.