Excentricidade de Máquina de Indução Trifásica

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Realizou-se representação da totalidade da máquina por era impossível usar simetria devido estudo excentricidade não há simetria e só existe no caso rotor centrado na figura 1.

[pic 4]

Figura 1 - Rotor centrado; Modelo do FEMM

Escolha de matérias

Os enrolamentos estatóricos o material é Stator Winding, o material envolvente dos enrolamentos estatóricos e das barras rotóricas do material M-15 steel.

As barras rotóricas o material é Alumium e o no veio da máquina e no entreferro é Air.

Dimensionamento dos Condutores

O dimensionamento dos condutores dos enrolamentos estatóricos. No dimensionamento destes condutores é importante conhecer alguns aspetos, tais como: área total da cava, área útil da cava, número de espiras por cava, entre outros. Sabendo que cada cava possuiu uma área total de 5,74609 x 10-5 m2, é possível saber qual a área útil da mesma. Para determinar este aspeto, considerou-se que a área útil corresponde a cerca de 75 % da área total. Com isto, obteve-se uma área útil de, aproximadamente, 4 x 10-5 m2. Tendo cada cava um total de 44 espiras e sabendo o valor de área útil, obteve-se uma secção de, aproximadamente, 0,979 mm2/espira. Com recurso a uma tabela de um fabricante de condutores de cobre esmaltado, verificou-se que a corrente eficaz admissível pelo condutor é de 1,89 A, correspondendo a um condutor AWG 17. Uma vez que o FEMM apenas trabalha com correntes máximas, a corrente usada nos processos de simulação foi de = 2,67 A.[pic 5]

O condutor de cobre AWG 17 com base no catálogo do fabricante e dos cálculos realizados.

III. Processo para Simulação

Após a realização da modelização da máquina para os regimes de excentricidade, optou-se pela realização de programação em formato “.lua” em todo o processo a efetuar, com o fim de conseguir uma maior comodidade na obtenção de resultados, de forma a que possa proceder à simulação de um modo mais simples. Assim, aplicação FEMM no processo de obtenção dos resultados (em programação “.lua”).

Para uma melhor observação dos resultados provenientes das simulações a realizar optou-se pela criação de um ficheiro “results.txt” que irá conter os valores de escorregamento e de binário elétrico correspondentes. Posteriormente, efetuando o tratamento dos mesmos poder-se-á obter as curvas Te = f(s).

Realizou-se uma simulação onde o objetivo foi o de retirar o binário produzido pela máquina fig.4, estando rotor centrado foi necessário alterar condutibilidade (G) das barras de alumínio do rotor de modo simular a corrente rotóricas G.s = G‘ tabela 2 e sendo corrente constante do estator e assim determinar para cada escorregamento (s) o binário (T) respetivo e não foi utilizado através da frequência porque seria outro estudo em que frotor = festator .s Com isto obteve-se um resultado de 0,0400296 Nm para G=34.5 MS/m, os resultados na Tabela 2.

Como se pode observar na figura 1, as linhas de campo apresentam uma disposição regular, isto é, não apresentam pontos de descontinuidade nem existe uma grande densidade em termos de campo como se pode observar. Uma vez por não existir pontos de descontinuidade, pode-se concluir que a malha de elementos finitos definida se adequa ao problema. Outro aspeto, é o facto de as linhas de campos não saírem para fora dos limites representativos da máquina, o que revela que as fronteiras estão bem definidas (Dirichelet).

IV. Resultados Obtidos e análise

Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos através das diversas simulações realizadas. Os resultados que se seguem foram obtidos para a posição de regime estática, dinâmica e mista que se pode observar nas figuras e tabelas anexas:

[pic 6]

Figura 3 - (a) Regime estático, (b) Regime dinâmico, (c) Regime misto

Análise da excentricidade para as diferentes topologias :

- Posição estática para a análise de rotor centrado:

Tabela 2 - Resultados obtidos para as simulações realizadas para a máquina rotor centrado

s

G'=G x s

T

0

0

0,046122

0,1

3,45

0,034209

0,2

6,9

0,046056

0,3

10,35

0,022536

0,4

13,8

0,01455

0,5

17,25

0,010624

0,6

20,7

0,006655

0,7

24,15

0,005525

0,8

27,6

0,004682

0,9

31,05

0,004682

1

34,5

0,00403

[pic 7]

Figura 4- Representação gráfica dos resultados obtidos para as simulações realizadas para a máquina com rotor centrado Te = f (ω(%)).

Regime estático.

Rotor centrado em análise que servirá como comparação aos diversos estudos de excentricidade no eixo xx em que o mesmo desloca